交通灯控制电路的方案设计书.docVIP

交通灯控制电路的设计 一、??????? 主要内容及提出 1、? 任务的提出 ??? 设计一个十字路口交通灯控制电路，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不 同路口的直行。 2、? 功能及初步分析 ?? ?东西两组灯，南北两组灯，分别用来指示转弯和直行。如下表所示。 交通灯控制电路状态表 状态 直行灯（南北） 左转灯（南北） 直行灯（东西） 直行灯（东西） 有效状态时间 红 黄 绿 红 黄 绿 红 黄 绿 红 黄 绿 S0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 27 S1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 3 S2 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 27 S3 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 3 S4 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 27 S5 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 3 S6 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 27 S7 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 3 S0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 27 注：0表示灯灭，1表示灯亮。 3、? 扩展功能 能够用倒计时计数及显示模块，实现有效状态下交通灯的持续亮的时间，且 用数码管显示，方便行人。 二、??????? 总体方案设计 方案：用时间控制交通灯的状态转换 1、? 原理 本方案的主要思想是用时间控制交通灯状态的转换，时间变化是有规律的。 先南北直行红灯亮，而后黄灯亮3秒，再直行绿灯亮27秒，黄灯亮3秒；然后南北转弯绿灯亮，黄灯亮，南北交通灯都亮红灯；东西交通灯以同样规律变化。 （1）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒，黄灯亮时，绿灯灭。 （2）要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）时均有倒计时显示。所以基本符合现实功能，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。 2、? 基本功能、扩展功能分析 ??? 考虑交通灯的功能，一个十字路口至少需8组交通灯：东西南北各两组，一组指挥转弯，一组指挥直行。而设计的关键是控制交通灯的亮灭。 考虑南北、东西方向灯的亮灭规律相同，故可以考虑用四组交通灯来模拟实际的八组交通灯：东西两组灯，南北两组灯，分别用来指示转弯和直行。可用计数器控制时间，在不同的时间显示不同的灯。根据设计分析，可以采用如下方案实现交通灯显示：通过计数来计时，不同的时间输出不同的使能信号，使各方向的不同交通灯显示不同的颜色。夜间车少需交通灯，则红灯、绿灯灭，黄灯闪烁使司机明白前方为十字路口，小心行驶。 倒计时显示需设计不同的倒计时计数器，显示不同方向交通灯的显示时间，通过数码管显示时间，使行人方便。 3、? 总体方案 （1）??? 结构图 ?? ??? （2）主要模块 ??? ?交通灯设计主要分以下几个模块：时钟分频模块，交通灯亮灭控制模块，交通灯显示模块，倒计时计数模块，倒计时显示模块。 ??? 时钟分频模块可以将10MHz的信号，用一个二进制计数器，对其进行分频，从而得到适合的频率。选一个合适的作为时间计数器的扫描信号，另外再选一个作为数码管选通电路的触发信号。本方案是用一个24位的计数器，倒计时计数的周期比较慢，而数码管比较快所以可以将分得的23位和10位分别给两者作为扫描信号。 ??? 交通灯亮灭控制模块，是通过时间的变化来传输的。条件达到时即进行状态转换。用一个120的计数器，当时间递减到达93、90、63、60、33、30、3时发生相应的交通灯亮灭的转变。而时间为0时，重新置为120。 ??? 交通灯显示模块，利用LP2900装置的LED灯，将LED__COM端共阴点即P49=’1’，就可以启动。由交通灯控制模块来控制交通灯的亮灭变换。 ??? 倒计时计数模块及显示模块主要用于记录显示时间，以方便行人，可以用数码管显示，要注意的是需要将二进制数通过修正关系转化成BCD码。而当使能信号置0复位时，时间也要清零。本设计所用的修正关系，如下表所示。 二进制转化BCD码修正关系 十进制数 二进制数 BCD码 修正值（十进制/二进制） 0 0000 0000 0000，0000 0/0000 0000 9 0000 1001 0000，1001 0/0000 0000 10 0000 1010 0001，0000 6/0000 0110 19 0001 0011 0001，1001 6/0000 0110 20 0001 0100 0010，0000 12/0000 1100 29 0001 1101 0010，1001 12/0000 1100 30 0001 1110 0011，0000 18/0001 0010 39 0010 0111 0011，1001 18/0001