交通信号灯电路的设计书.docVIP

交通信号灯电路的设计 1 技术指标: 设计一种利用发光二极管作为交通信号灯的指示，实现南北、东西车道的交替通行，要求实现南北车道方向是绿灯、黄灯红灯；向是红灯、绿灯、黄灯。 S0,S1,S2,S3分别为27s，3s，27s，3s1-3状态循环。 1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间27s； 2、东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，时间3s； 3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间27s； 4、南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮，时间3s； 图1 十字路口交通信号灯控制示意图 2.2 方案一 设计电路图如图所示（为了能让读者观察方便，我们将图二完整的电路图拆分成图三与图四两部分）： 图2 完整电路图 图3 部分电路图 其中74LS161的CLK接受方波脉冲，74LS138的Y0、Y1、Y2、Y374LS161通过清零反馈实现十进制计数，右边的74LS161通过清零反馈实现六进制计数，其中，由于74LS161是通过上升沿来触发的，所以我们在Q2，Q374138译码后控制交通灯的状态变化以及置数的变化，从而控制整个系统，其中74160的QC端经过一个非门接其置数端，当QC为1时，计数器置数回到0，从而控制电路的状态循环，同时QA，QB74138后控制整个电路及交通灯的循环。 74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器 ,管脚图如5。只有当 EP、ET1。横纵向干道的红、黄、绿信号灯主要由状态控制器输出决定。用1表示灯亮。用0表示灯不亮。 表1 交通灯状态真值表 时间 对应二进制 横向的交通信号灯 纵向的交通信号灯 红(R1) 黄(Y1) 绿(G1) 红(R2) 黄(Y2) 绿(G2) 0~26 0000 0000~0010 0110 0 0 1 1 0 0 27~29 0010 0111~0010 1001 0 1 0 1 0 0 30~56 0011 0000~0101 0110 1 0 0 0 0 1 57~59 0101 0111~0101 1001 1 0 0 0 1 0 根据表中数据，可得出各个信号灯与时间的关系。如下表2所示： 表2 信号灯与时间关系表 红(R1) 黄(Y1) 绿(G1) 十位 个位 十位 个位 十位 个位 0011 0000~1001 0010 0111 0000 0000~1001 0100 1000 0001 0101 1001 0010 0000~0110 红(R2) 黄(Y2) 绿(G2) 十位 个位 十位 个位 十位 个位 0000 0000~1001 0101 0111 0011 0000~1001 0001 1000 0100 0010 1001 0101 0000~0110 即： 其中，分别表示译码器U2的8个输出端口，分别表示译码器U6的8个输出端口。表示计数器U1的第11端口。根据上式，即可列出相应的逻辑电路图。 图4 部分电路图 2.3 方案二 电路设计图如图所示： 图5 方案二电路图 下面我们具体介绍一下电路。 控制器：十字路口的车辆运行情况由以下4种可能：A主干道通行支干道不通行，此时主绿灯支红灯亮，持续27秒。B主干道停止，支干道仍不通行，此时主黄灯支红灯亮，持续3秒。C主干道不通行支干道通行，此时主红灯支绿灯亮，持续27秒。D主干道仍不通行支干道停止，此时主红灯支黄灯亮，持续3秒。则主控制器有S0、S1、S2、S374LS161接成四进制计数器实现这四种状态。 图6 控制器电路图 计数器：计数器有两个作用