电子综合设计实验报告交通灯修改.docVIP

目 录 一. 引言 二. 设计任务及要求 三. 设计原理 四. 电路的设计过程 五. 所用芯片引脚图及清单 六. 设计总图 七．参考文献 八．焊接的注意事项 九．总结 交通灯定时控制系统的设计、制作 一．引言 随着经济的发展，越来越多的人拥有自己的汽车，交通要道也因此变得越来越拥挤。为了保障人们的生命安全，就必须使各种车辆能够有秩序的行驶，交通灯就担此重任。因此合理地设计交通灯的工作，就显得很重要。 一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化 二．设计任务及要求 设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下： （1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为40秒。 （2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。 选做扩展功能： 三．设计原理 （1）分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯定时控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中： TL ：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为40秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则TL=0。 TY ：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST ：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。 TL TY ST 图1 交通灯控制系统原理框图 （2） 秒脉冲发生器电路 秒脉冲发生器电路由一片555定时器来构成多谐振荡器，设计脉冲周期为1s，其计算公式为：T1=(2R2+R1)Cln2。以此信号作为输出脉冲。如图所示： 图1 (3) 定时器 定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，先清零，然后在时钟上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模40的定时信号TL。由于74LS160是十进制的，所以可以利用两个74LS160组成一个39进制的计数器（当然这里也可以利用17LS163，但是要注意它是16进制的）。考虑到同步计数，所以在计数到39，也就是时间为40秒的时候会发出一个信号；同理，在计数到39时，也就是第40秒是会出一个信号。这样就达到了我们设计的要求：需要绿灯亮40秒，黄灯亮5秒。 (4) 控制器电路 控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信状态的转换，它能够在设定的时间内给出正确的信号，这样能使译码器能正确的读取以便给灯送出正确的信号。 控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。它们有如下关系， NSG=1：甲车道绿灯亮；EWG=1：乙车道绿灯亮； NSY=1：甲车道黄灯亮；EWY=1：乙车道黄灯亮； NSR=1：甲车道红灯亮；EWR=1：乙车道红灯亮。 控制器的状态转换表如下所示： 表1 输 入 输 出 现 态 状态转换条件 次 态 状态转换信号 TL TY ST 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 X 1 X X 0 X 1 0 X 1 X X 0 X 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 综上所述，控制器的要求就是能在状态转换后，在输出端输出如下Q1Q0 的状态： 表2 Q0 0 1 1 0 Q1 0 0 1 1 如果在计时器后面接两个双D触发器，由于双D触发器触发器的输出是随着输入D端口的状态变化，所以由此可以得到Q1Q0 的状态变化