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十字路口交通信号灯控制电路的设计报告 一．设计要求： a.控制南北，东西两个方向车辆轮流通行。 b.每个方向有红，黄，绿三色信号灯。 c.每个方向每次允许通过五个单位时间，即绿灯亮五个单位时间；从允许通过到禁止通行的过渡时间为1，即黄灯亮1个单位时间； 当某个方向的红灯亮时，另一个方向的绿灯亮。 d.电路具有自启动能力。 e.每个路口显示等待时间。 二．设计方案： 1．整体方案设计： 按照设计要求，可把设计工作分成二个步骤来实施：第一是实现三色交通信号灯的控制，即使得信号灯能按要求的时间间隔轮流点亮。第二是实现倒计时功能，即配合信号灯的数码显示功能。所以只要分别把这两个电路设计出来，然后接上相同的单位时间脉冲就可以了。 所用元器件：5V电源一个，74LS290芯片一片，7448芯片一片，7段数码显示管一个，D触发器六个，555定时器一个，电容一个，电阻二个，非门，与非门，与门若干。 要实现控制信号灯的要求，我们可以用几个D触发器组成一个扭环计数器， 然后通过具体分析信号灯的状态，列出其真值表，得出其表达式后，只要通过一些转换关系，把信号灯接到适当的端口即可；而数码显示功能则可通过一个74290计数器与一个7448译码器和一个数码管的适当端口相连实现。而单位时间脉冲又可以用555计时器来实现。可画出如下的总体设计方案图： 单位时间电 路(555产生cp) 扭环计数器(D触发器构成) 译码电路(7448) 信号灯显示 数码显示 2.各单元电路设计： 六进制扭环计数电路：根据D触发器Qn+1=D的特征，可设计出如图1所示的六进制扭环电路；为了连接信号灯，则须按照设计要求列出真值表如表1；(注：sg，sy, sr表示南北方向的绿黄红灯;eg, ey, er表示东西方向的绿黄红灯)；根据真值表可计算出每只信号灯的表达式：Sg=Q4Q5；Sy=Q4Q5；Sr=Q5；Er=Q5；Eg=Q4Q5；Ey=Q4Q5； 依照表达式，经过适当的与非变化则可接出相应的信号灯，(连接方法见总设计图)在些不再赘述。 74290六进制计数器与7448译码器的连接：首先要在290芯片上 实现六进制计数，即要在计数器输出6时收到一个置零的信号，通过290的功能表可知其置零只要在R01,R02端同时输入1，且 (图1) Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Sg Sy Sr Eg Ey Er 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 (表1) R91,R92端同时输入零则可，于是可得出290的连接方法如下： 其次，是通过290的4，5，8，9这几个输出端与7448译码器的输入端相连实现倒数功能，即输入1，2，3，4，5，输出5，4，3，2，1；列真值表如下(注：QDQCQ BQA为74290的输出端；DBCA为7448的输入端)： QD QC Q B QA D B C A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 根据真值表可列出表达式：A=QA，B=QB，C=QCQB，D=QD 按照表达式可很容易连接出电路，具体接法见总设计图。 然后，根据下图可连接7448与数码管，A，B，C，D为输入端，与74290连接，至此，此设计的主体部分已设计连接完毕。 c.555计时器的连接方法：　　　 555计时器组成的单位时间脉冲发生器如图所示，电阻75千欧接到8和7号端口之间，4号端口接高电平，R2置0，6号端口接到2号端口。电容C1，接到2和1号端口之间，5号端口悬空。电容电阻的大小看实验室条件可以自由选取，将R2置0，由频率计算公式f=1.43/((R1+2*R2)*c)得频率f，在此选频率为1，这样比较容易观察，其中图中端口3为脉冲输出。 三．对设计方案和实验结果的讨论： 　　 经过实验可知，我的设计方案完全符合老师的设计要求，但这当然不是