交通灯控制电路.doc

——交通灯控制电路 学 校：**** 学 院：************ 班 级：****** 姓 名：*** 学 号：********** 指导老师：*** 目 录 第一章：设计任务书…………………………………… 第二章：设计任务分析与方案选择…………………… 第三章：电路设计……………………………………… 第四章：使用操作说明………………………………… 第五章：总结与展望…………………………………… 第六章：参考文献……………………………………… 第七章：附录…………………………………………… 第一章：设计任务书 随着社会的飞速发展，城市交通问题日益凸显严重，尤其在城市街道的十字叉路口，频繁发生交通问题，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮，表示道路禁止通行；黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行，已经过停车线的的车辆继续通行；绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换，指挥车辆行人通行，保证车辆行人的安全，实现十字路口交通管理自动化。 第二章：设计任务分析与方案选择 一、设计题目： 交通灯控制电路 二、学习要求? 1．复习数字系统设计基础。 2．复习多路数据选择器、计数器的工作原理。 3．根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图。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. 时钟指示灯每秒亮一次； 4. 发生特殊情况时，执勤人员能发出特殊的请求信号，管理器应响应上述请求，指挥有关道路的红灯点亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后应能恢复常态； 5. 计出交通灯控制电路逻辑图。 四、系统原理框图 图1. 交通灯控制系统的原理框图 第三章：电路设计 单元电路的设计 （1）秒脉冲发生器 秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，其中R6,C2的电阻电容值决定了脉冲宽度。 图3 秒脉冲发生器原理图 如图3所示，R6、C2组成一个串联RC充放电电路，在NE555的7脚上输出一个方波信号，C2上得到一个三角波。此三角波送到NE555的2脚输入端。由NE555内部的比较器和门电路共同作用，维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。 (2)控制器??? ?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号灯工作状态的转换。从ASM图可以列出控制器的状态转换表，如表93所示。选用两个D触发器FF、FF做为4种状态，控制器状态转换的条件为TL和Ty，当控制器处于QQ0n=00状TL=0，则控制器保持在OO状态；如果TL=1，则控制器转换到QQ0n+1=01状态。这两种情况与条件Ty无关，所以用无关项“×”表示。其余情况依次类推，同时表中9_3 控制器状态转换表 入 输 出 现 态 状态转换条件 次 态 状态转换信号 Q1n Q0n TL TY Q1n+1 Q0n+1 ST O 0 0 O 0 1 O l 1 l 1 l 1 O 1 O O × l × × 0 × 1 0 × 1 × × 0 × l O O O 1 O 1 l l 1 1 l 0 1 0 0 0 O 1 O l 0 1 0 l 根据表9_3，可以推出状态方程和转换信号方程，其方法是：将QQ0n+1和S为 l的项所对应的输入或状态转换条件变量相与，其中“l”用原变量表示，“0”用反变量表示， 根据以上方程，选用数据选择器74LSl53来实现每个D触发器的输入函数，将触发器的现态值(Q1nQ0n)加到74LS53的数据选择输入端作为控制信号，即可实现控制器的功能。控制器的逻辑图如图95所示。图中R、C构成上电复位电路。 (3)定时器 (由时钟脉冲产生器提供)同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿1计数，向控制器提供模5的定时信号Ty和模25的定时信号TL 计数器选用集成电路74LSl63进行设计较简便。74LSl63是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。