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交通信号灯控制系统（数电综合训练二） 辽宁工程技术大学 自动化12-4班 课程设计任务书 一、设计题目 交通信号灯控制系统 二、设计任务 完成交通信号灯控制系统定时计数器、交通状态控制器及交通状态显示器等各部分的设计及仿真实现。 三、设计计划 复习归纳计数器、译码器、触发器、锁存器的逻辑功能，查阅相关器件的资料，如：74138译码器、74f573锁存器、计数器74192和74163等。学会使用仿真软件，如Multisim的仿真应用。 四、设计要求 主支干道交替通行，通行时间均可在0~99s内任意设定；绿灯换红灯之前，黄灯先亮较短时间（也可在0~99s内任意设定），以等待十字路口内滞留车辆通 过；主支干道通行时间和黄灯亮的时间均由同一计数器按减计数方式计数（0状态为无效态）；在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换（换灯）。 指导教师： 日 期： 2014 年 5月 29 日 交通信号灯控制系统设计 一、方案的设计与分析 1.系统结构及工作流程 2.系统方案设计与比较 二、方案的仿真 对方案一进行仿真 1.主干道通行仿真结果：(主干道绿灯亮，倒计时35s) 2.支干道通行仿真结果：(支干道绿灯亮，倒计时25s) 3.对主干道黄灯仿真结果：（主干道黄灯黄灯亮，倒计时5s） 4.对支干道黄灯仿真结果：（支干道黄灯黄灯亮，倒计时5s） 1.系统结构及工作流程 本系统主要由脉冲信号发生器、定时计数器、交通状态控制器及交通状态显示器组成。 其结构及相互关系如下图： 根据任务要求，可将系统的工作流程简化为以下四种状态，且由S0到S4往复循环： S0：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为t1； S1：主干道黄灯亮，支干道红灯亮，时间为t2； S3：主干道红灯亮，支干道绿灯亮，时间为t3； S4：主干道红灯亮，支干道黄灯亮，时间为t4； 2.系统方案设计 方案一： ①脉冲信号发生器由信号发生器代替，其作用是产生频率为1Hz的信号计数脉冲； ②定时计数器分为置数端和计数部分，其中置数端采用三片74F573锁存器来实现，而计数部分则由两片74LS192同步可逆十进制计数器通过异步级联构成百进制递减计数器来实现； ③交通状态控制器分为指示灯驱动部分和分时控制部分，其中指示灯驱动部分主要由一片74HC138译码器完成驱动，分时控制部分主要由一片74ls163四位二进制递增计数器和一片74HC138译码器构成，前者实现状态的翻转和对置数允许的控制，后者实现置数选择器的功能；以下为各部分功能实现的说明。 a.指示灯驱动部分的实现说明 b.分时控制部分的实现说明 方案二： 定时计数器部分置数端采用三片74ls245双向总线发送器/接收器来实现，而计数部分则由由两片74LS112 JK触发器构成16位计数器实现计数；其余部分和方案一相同。 a.指示灯驱动部分的实现说明 由此系统的工作流程可得指示灯驱动函数的真值表如下： 设状态S0到S3对应的编码分别为：00、01、10、11，其高位和低位分别用B和A表示，则主支干道各指示灯对应的逻辑函数式可表示为： 结合上式即可采用74HC138译码器和非门74LS04、与非门74LS00实现该部分功能。 b.分时控制部分的实现说明： 在计数器部分将两片74LS192的借位输出端（当计数器处于0状态时，该端为低电平）用一个或门74LS32引入分时控制部分74LS163计数器的脉冲输入端，而该输入端的状态又作为置数选择器（74HC138译码器）的状态输入，从而实现了状态自动翻转、置数的功能。 交通状态显示器分为指示灯部分和数码管部分，其中数码管由74LS48译码器进行驱动(注：仿真图中数码管已自带驱动模块)。 方案比较： 通过方案比较，为使电路简化、稳定运行，选用方案一。 1.主干道通行仿真结果 2.支干道通行仿真结果 4.对支干道黄灯仿真结果 3.对主干道黄灯仿真结果 * 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 *