数电课程设计交通灯.docVIP

1．交通灯研究的背景和意义 我国城市路网稀，干道少，间距大，市区人口稠密，出行需求集中，迫使车辆集中于少数干道上行驶。至于中小城市 ，干道特征更为明显，往往只有一两条干道贯穿全市，而其他支路上交通量极小。从流量变化情况来看，除外围过境干道外，都是有一定规律的，高峰小时基本上都集中在几个时段内。而且我国城市机动车车种繁杂，从50年代的老式车到现阶段的新型车，从大货车到小轿车都在一个平面上行驶，近几年更是有车的人越来越多，如果交通行驶不受管制，很容易造成道路混乱不堪的局面，使南来北往的车子很容易堵在十字交叉口，动弹不得，如何最大限度地保证交通流运动的连续性，使受控区域的交通流减少冲突，同时平稳地、有规则地运动，这使得交通灯的使用应运而生了。交通灯的主要功能是改善交通秩序，增加交通安全，减少交通延误，提高经济效益，降低污染程度，保护生态环境，节省能源和土地消耗，更大大加强了交警管制力度。 2．研究的内容 在主干道和交通繁忙的走向上通过设定较大减计数器的初始值，加长车辆通过时间，而在交通量相对较小的干道上通过设定较小减计数器的初始值缩短允许车辆通过的时间，以达到对路面交通状况的合理调配。同时当初始值被减为0时通过计数器自动将状态转换到下一个状态，重新为减计数器赋初值，并点亮相应的灯，实现交通灯的循环点亮与循环计数。而允许或禁止车辆通过的时间则显示在两个七段译码器上，让来往的司机和路人看到。 这里主要用到的器件有: 可逆十进制计算器74LS192用于计数和状态转换；红绿黄三种发光二极管；七段译码器4511。 3．功能的拟实现 根据设计所需的要求为使电路结构条理化，在仿真软件上分别为电路设计计时模块，显示模块，状态转换模块，连接各模块并预置初始值，在仿真软件protues上仿真，通过仿真测试，电路设计完全符合设计要求。 设计（研究）方案和进度安排： 第一阶段：查找资料，了解设计所需元器件及其管脚的功能 第二阶段：测试各元件能否实现对应的功能，并筛选出对应所需的元件，确定设计方案 第三阶段：为交通灯设计计时模块，显示模块，状态转换模块，并预置各模块的初始值 第四阶段：调整结构并连接各模块，用protues仿真通过 第五阶段：完善相应设计的打印报告 组员： 附件 附件一：设计逻辑电路图 附件二：电路结构与工作原理说明 电路结构说明： 如电路的结构框图所示，整个电路通过启动脉冲启动，电路中要实现20，05，30，05倒计时计数及交通灯的红绿黄的转换，如何转换通过状态计数器控制，一共4个状态分别控制4个置数使倒计时计算器计数及显示时间，交通灯的显示是通过状态计数来控制的，这样就实现了整个设计的要求。 电路的真值表： 状态计数 十位计算器 个位计数器 A路交通灯 B路交通灯 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 D3’D2’D1’D0’ L G Y L’ G’ Y’ 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 电路结构与工作原理概述： 一、倒计时计数器（74LS192） 74LS192的功能说明： 74LS192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下图示。 图中：为置数端；UP为加计数端；DP为减计数端；TCU为非同步进位输出端；TCD为非同步借位输出端；D0 、D1、 D2 和D3 为计数器输入端；Q0 、Q1、 Q2 和Q3为数据输出端；MR为清零端。 74LS192的功能表见下表，说明如下： 输入 输出 MR UP DP D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 × × d c b a d c b a 0 1 ↑ 1 × × × × 加计数 0 1 1 ↑ × × × × 减计数 当清零端MR为高电平“1”时，计数器直接清零；当MR轩低电平则执行其他功能。 当MR为低电平且置数端也为低电平时，数据直接从置数端D0 、D1、 D2 和D3置入计数器。 当MR为低电平且为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端DP接高电平，计数脉冲由UP输入；在计数脉冲上升沿时行8421码十进制加法计数。