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2011-2012年第一学期《机电电工与电子课程设计》考查卷 专业：过程装备与控制工程 班级：装控09-1 任课教师：李进昌 姓名：李超 学号：09024100118 成 绩： 交通信号灯控制电路设计 交通信号灯控制电路设计 一．设计目的 通过大二上学期的《电工学（少学时）》的学习，使我掌握一定的电子技术知识，这次的课程设计主要是要综合了解与运用所学的知识，通过这次的课程设计来检测上一学期所学的知识。通过制作交通灯电路系统，来了解交通灯控制系统，以及其中的译码器、计数器、寄存器芯片等电学元件的作用。 交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制。在现代化的大城市中，十字交叉路口越来越多，在每个交叉路口都需要有一个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理。本次的设计就是基于此目的而设计的。 二．具体要求如下： 一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30 秒，支干道每次通行间为20秒，时间可设置修改。在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都显示器进行显示（采用计时的方法）。同步设置人行横道红、绿灯指示 交通灯控制系统的原理图主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555定时器；计时计数器是由74LS160来完成、输出四组驱动信号T0和T3经信号灯转换器(4片7448)来控制信号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。 （1）东，西，南，北四个方向的红，绿，黄信号灯分别用红，黄，绿发光二极管代替。（东西南北方向各共用两只红和两只绿发光二极管，四个方向共用一只黄发光二极管。） （2）用一个时间显示牌代表四个方向的时间显示牌（因各方向显示的内容相同），并用半导体数码管代替时间显示牌。 2.1元件清单 元件名称 个数 74190计数器 2 JK触发器 2 信号灯转换器7448 4 555定时器 1 七段LED数码管 6 计时计数器74LS160 2 发光二极管LED 6 各元件介绍如下： 1. 555定时器如图所示 ?? 555定时器 　概述555触发器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。 　　555定时器可以说是摸拟电路与数字电路结合的典范。 　　两个比较器 C1和 C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达200mA。 　　比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。若无需复位操作，复位端应接高电平 555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 2.74190计数器 定义：通过传动机构驱动计数元件，指示被测量累计值的器件 3.JK触发器如图 JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵