交通灯控制器设计15844.ppt

交通灯控制器的设计 教师：徐银霞 Email：xuyx79@163.com 设计过程 ?交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表1-1所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定： ??????控制状态 信号灯状态 车道运行状态??????S0（00） 甲绿，乙红 甲车道通行，乙车道禁止通行??????S1（01） 甲黄，乙红 甲车道缓行，乙车道禁止通行??????S3（11） 甲红，乙绿 甲车道禁止通行，甲车道通行??????S2（10） 甲红，乙黄 甲车道禁止通行，甲车道缓行????? * * 数字系统概念 数字系统是指交互式的以离散形式表示的具有存储、传输、处理信息能力的逻辑子系统的集合物。 数字系统构成：输入接口、输出接口、数据处理器和控制器。其中，控制器是区别功能部件和数字系统的标志。凡是包含控制器的系统，不论规模大小，一律称为数字系统。 数字系统的设计方法 数字系统的设计方法：自下而上方法（试探法）和自上而下法，前者主要依靠经验，只有在整个系统构成后才能测试，不适于计算机技术，已逐渐由后者取而代之。 自上而下法是将整个系统从逻辑上划分成控制器和处理器两大部分，如果控制器和处理器比较复杂，可再进一步地进行逻辑划分，然后选用适当的器件以实现各子系统，最后将它们连接起来，得到要求的子系统。一般步骤： 明确所要设计系统的逻辑功能； 确定系统方案与逻辑划分，画出系统方框图； 采用某种算法描述系统； 设计控制器和处理器，并组合成所需要的数字系统。 算法流程图－ASM图 ASM图是描述数字系统控制算法的流程图。三部分：状态框、分支框、条件输出框。 课程设计任务与要求 1．设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求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25秒； 2．要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道； 3．黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。 课题名称：交通灯控制器的设计 设计要求： 1、 明确所要设计系统的逻辑功能 图1-1 交通灯模拟图 系统由控制器和处理器组成，控制器接收外部系统时钟信号。处理器由定时器和译码显示器组成。定时器能向控制器发出定时信号，译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号。系统框图如图1-2。 2、 确定系统方案并画出流程图（ASM图） AG AY AR BG BY BR 图1-2 交通灯控制器系统框图 ST TL TY AG、AY、AR分别表示甲车道绿、黄、红三色灯； BG、BY、BR分别表示乙车道绿、黄、红三色灯； TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25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。由它控制定时器清零并且开始下个工作状态的定时。 交通灯控制器的控制过程分为4阶段，对应输出有4种状态： （1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔25S时（TL=1），控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。 （2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道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，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔5S时（TL=1），控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 （3）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行。绿灯亮足规定的时间间隔25S时（TL=1），控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道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。黄灯亮足规定的时间间隔5S （TL=1），时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。 ? AG=1：甲车道绿灯亮；??????BG=1：乙车道绿灯亮；??????AY=1：甲车道黄灯亮；??????BY=1：乙车道黄灯亮；??????AR=1：甲车道红灯亮；??? BY=1：乙车道红灯亮； 得该系统的ASM图： 设控制器的初始状态为S0，当S0的持续时间小于25秒时，TL=0，控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号ST，并转换到下一个工作状态。依此类推 。 图1-3 交通灯控