哈工大数电大作业..doc

Harbin Institute of Technology 数字电子技术基础 课程设计 课程名称：数字电子技术基础 设计题目：十字路口交通灯控制 院 系：航天学院自动化专业 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师：于泳 设计时间：2015.12.25—2015.12.31 哈尔滨工业大学 十字路口交通灯控制电路 摘要：交通信号灯常用于十字路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、倒时器、状态机、译码显示电路组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，倒时器由74LS192实现，状态机由74LS153和74LS74组成，译码显示电路采用74LS48和共阴极七段数码管来显示。状态机74LS74（）对信号灯进行控制，从而显示红黄绿灯的转换。 关键字：交通灯 状态机 秒脉冲发生器 倒时器 译码器 1、设计目的 （1）、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； 2、设计方案 交通灯控制系统主要由秒脉冲信号发生器器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中时器的标准时钟信号源，译码器输出两组的控制信号，经驱动电路后驱动工作，是系统的主要部分 　　ST：表示时器到了规定的时间后，状态转换。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 　　（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时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。 　　（2）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时，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，乙车道绿灯亮。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时，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，乙车道上过停车线的车辆停止通行，已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。 交通灯以上4种工作状态的转换是由进行控制的。设的四种状态编码为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12所示，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： 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，乙车道通行 S2（10） 甲红，乙黄 甲车道禁止通行，乙车道缓行 AG=1 甲车道绿灯亮 甲车道通行 BG=1 乙车道绿灯亮 乙车道通行 AY=1 甲车道黄灯亮 甲车道缓行 BY=1 乙车道黄灯亮 乙车道缓行 AR=1 甲车道红灯亮 甲车道禁止通行 BY=1 乙车道红灯亮 乙车道禁止通行 3.单元电路的设计 3.1秒脉冲发生器 秒脉冲发生器由基于NE555的多谐振荡器组成，其中=55K、=47K,=10uF的电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=0.7(+2)=1s，其中=10nF是为了保持输出的波形的稳定（OUT端即为输出的CLK时钟信号）。 3.2倒时器 倒时器由与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在，首先，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从开始进行1计数，计数器选用集成电路74LS1进行设计较简便。 3.3状态机 状态机是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。选用两个D触发器74LS74做为时序寄存器产生 4种状态，状态机状态转换的条件为ST产生上升沿，当状态机处于＝ 00状态时，如果ST＝ 1或0，则状态机保持在00状态；如果ST由低电平变为高电平，则状态机转换到＝ 01状态。当状态机处于＝ 01状态时，如果ST＝ 1或0，则状态机保持在01状态；如果ST由低电平变为高电平，则状态机转换到＝ 10状态。当状态机处于＝ 10状态时，如果ST＝ 1或0，则状态机保持在10状态；如果ST由低电平变为高电平，则状态机转换到＝ 11状态。当状态机处于＝ 11状态时，如果ST＝ 1或0，则状态机保持在11状态；如果ST由低电平变为高电平，则状态机转换