《交通信号灯控制器设计.doc

电子技术综合训练 设计报告 题目： 交通信号灯控制器制作 姓名： 田飞龙 学号： 班级： 自动化三班 同组成员： 尚凯 周红刚 指导教师： 马洪飞 日期： 2010年1月12日  摘 要 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调， 多值化方向发展随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注.随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素,因此,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都为交通指挥灯,本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的.全部有数字电路组成,比较以前的方案更为精确。 关键词：控制器 计数器 信号灯 译码电路 目录 摘 要 2 关键词 2 一、设计任务和要求 1 二. 系统设计 2 三、单元电路设计 4 3.1主控制器 4 3.1.1 74LS90引脚排列图与逻辑图 4 3.1.2 74LS90的功能表及引脚功能. 5 3.2、计数器 7 3.2.1计数器的作用 7 3.2.2计数器的工作情况 7 3.2.3控制信号灯的译码电路的真值表 8 3.2.4置数电路 9 3.2.5状态译码电路 11 3.3译码显示电路 13 3.3.1共阴极LED七段数码管 13 3.3.2 CD4511译码器 13 3.4555振荡器构成的秒脉冲电路 16 3.4.1 555定时器的引脚 16 3.4.2 555定时器构成的多谐振荡器 17 3.4.3 555定时器工作原理 18 3.5交通灯信号灯控制总体框图 20 四、电路安装、调试与测试 21 五、参 考 文 献 22 六、总结、体会和建议 23 一、设计任务和要求 设计并制作一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道路上的车辆通行， 基本要求： 1、每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿三个灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行； 2、每条道路上每次通行的时间为25S； 3、每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5S，才能变换通行车道； 4、黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。 5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电； （注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求） 6、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。 发挥部分： 1、按照交通规则设计人行道指示灯 2、其它恰当的功能 二. 系统设计 十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。 路口交通指挥系统示意图 设南北干道通行时间为N1，东西干道通行时间为N2，南北、东西干道黄灯的时间均为N3，按南北、东西干道通行的时间来看，设置N1=N2﹥N3。系统工作流程图如图所示。 系统工作流程图 要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路等几部分组成，整机电路的原理框图如图所示。四个路口设有红、黄、绿三色灯和两位8421BCD码的计数、译码显示器。 交通信号灯控制原理电路框图 十字路口车辆运行情况只有4种可能：1）设开始时南北干道通行，东西干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持续时间为30s。2）30s后，南北干道停车，东西干道仍不通行，这种情况下主黄灯和支红灯亮，持续时间为5s。3）5s后，南北干道不通行，东西干道通行，这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为30s。4）20s后，南北干道仍不通行，东西干道停车，这种情况下主红灯和支黄灯亮，持续时间为5s。5s后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制电路也有4种状态，设这4种状态依次为：S0、S1、S2、S3。状态转换图如图所示。 三、单元电路设计