交通信号灯的自动控制

目录
1. 设要求以及主要内容 (1)
2.总体设计 (1)
2.1．555秒脉冲模块设计 (1)
2.2．控制单元设计 (2)
2.2.1 4秒定时电路 (2)
2.2.2 6秒定时电路 (3)
2.2.3 25秒定时电路 (4)
2.2.4 JK时序电路 (4)
2.2.5时序信号 (6)
3.设计心得 (6)
4.参考文献 (7)
5.附录 (8)
交通灯的自动控制
1. 设要求以及主要内容
1.通常情况下，大道绿灯亮，小道红灯亮；
2.若小道来车，大道经6秒由绿灯变为黄灯；再经过4秒，大道由黄灯变为红灯，同时，小道由红灯变为绿灯；
3. 小道变绿灯后，若大道来车不到3辆，则经过25秒钟后自动由红灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯；
4.如果小道在绿灯亮时，小道绿灯亮的时间还没有到25秒，只要大道检测到已经超过3辆车在等候，那么小道应立即由绿灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时，大道由红灯变为绿灯。

2.总体设计
首先由一个555发生产生一个秒脉冲，提供给FPGA一个时钟信号，然后经过控制单元处理以后输出给信号灯。

总体原理框图如图1
图1 原理框图
2.1．555秒脉冲模块设计
产生秒信号的电路有多种形式，如图2 是利用555 定时器组成的秒信号发生器。

当接通电源以后，因为电容上的初始电压为零，无哦一输出为高电平，并开始经电阻R向电容C充电。

当充到输入电压为V1=Vt+时，输入跳变为低电平，电容C又经过电阻R开始放电。

当放电至V1=Vt-时，输出电位又跳变成高电平，电容C重新开始充电如此周而复始，电路便不停地振荡。

V1和Vo的电压波形如图3所示。

因为该电路输出脉冲的周期为T≈0.7（R1+2R2）C。

若T=1S，令C=10，R1=39K，则。

取固定电阻与的电位器相串联代替电阻R2。

在调试电路时，调试电位器R P，使输出脉冲为1s。

图3 秒脉冲信号图2 555秒脉冲发生器
图4 555秒信号时序
该发生器每秒发生一个高电平和低电平，周而复始的进行。

2.2．控制单元设计
2.2.1 4秒定时电路
图5 4S定时器
在这个装置中使用同步清零法实现定时4S的发生器。

其构成原理为把QC与LDN相连ABCD同时置零，让它的预置数为零。

输入的时钟信号是由555定时电路提供。

当每来一个时钟信号时该计数器就计数一个数，直到输出为0100时该计数器立即清零，这样就实现了4S 计时。

图6 4S定时器时序信号
该图为4S定时发生器的时序图，从上图可知：仿真波形和上面的秒数差了0.5秒时因为，CLK_1HZ波形刚开始是半个周期就有一个高电平的缘故。

以下时序图也如此
2.2.2 6秒定时电路
图7 6秒定时器
在这个装置中使用同步清零法实现定时6S的发生器。

其构成原理为把QBQC于LDN相连ABCD同时置零，让它的预置数为零。

输入的时钟信号是由555定时电路提供。

当每来一个时钟信号时该计数器就计数一个数，直到输出为0110时该计数器立即清零，这样就实现了6S计时。

图8 6秒定时器时序信号
该图为6S定时器的时序图。

在第六秒的时候有一个高电平输出。