交通灯控制电路数电课程设计数字电路课程设计.docVIP

数字电路课程设计 ——交通灯控制电路 系 别：电气工程及其自动化 专 业： 通信工程 班 级：10—1班 姓 名：马书亮 学 号：1016303002 指导老师：苏玉娜 第一章 序 言 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 设计任务书 一、设计题目：交通灯控制电路 二、技术内容及要求： 1、设计任务 设计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，具体要求如下： 每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3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通过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。 每条道路上每次通行的时间为25s. 每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5s,才能改变换车道。 黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次。 2、设计目的 通过本设计熟悉用中规模集成电路进行时序逻辑电路和组合逻辑电路设计的方法，掌握简单数字控制器的设计方法。 三、给定条件及器件 元件名 型号 数量 ? ? ? 集成电路 74LS163D 1个 74LS465N 个 74LS190D 2个 NC7S08_5V 个 NC7S04_5V 个 NC7ST02_5V 1个 NC7S32_5V 1个 ? ? 电阻 1个 47kΩ 1个 5.6kΩ 1个 200Ω 7个 5.1kΩ 1个 电容 10 uF 2个 0．1uF 2个 ? 发光二极管 红色 3个 黄色 2个 绿色 2个 三极管 3DG 1个 导线 —— 若干 1．分析系统的逻辑功能，画出其框图 设系统工作的十字路口由主、支两条干道构成，4路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的2位由数码管显示的十进制计数器，其示意图如图5—1所示。 ??????????????????? 图1 十字路口交通信号灯控制示意图 根据交通规则，交通信号灯自动定时控制器所需实现的功能如下： (1)主、支干道交替通行，通行时间均可在0 ~ 99 s内任意设定。 (2)每次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间(也可在0 ~ 99 s内任意设定)，用以等待十字路口内滞留车辆通过。 (3)主支干道通行时间和黄灯亮的时间均可由同一计数器按减计数方式计数(零状态瞬间进行状态的转换，视为无效态)。 (4)在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换(换灯)。 (5)计数器的状态由EWB显示器件库中的带译码器七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由EWB显示器件库中的指示灯模拟 2．系统工作流程图 设主干道通行时间为N1，支干道通行时间为N2，主、支干道黄灯亮的时间均为N3，通常设置为N1N2N3。系统工作流程图如图5-2所示。 3．系统硬件框图 图3? 硬件结构框图 （1）图道绿灯亮，道红灯亮。表示道上的车辆允许通行，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，转到下一工作状态。??（2）道黄灯亮，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，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，转到下一工作状态。??（3）道红灯亮，道灯亮。表示道禁止通行，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，转到下一工作状态。??（4）道红灯亮，道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，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，系统又转换到第（1）种工作状态。 第四章 设计步骤及方法 一、列出控制器与信号灯的关系表： 状态控制器: 由流程图可见,系统有4种不同的工作状态(S0～S3)，选用4位二进制递增集成计数器74163作状态控制器，74163的功能表如图 所示，电路符号在图中可见，取底两位输出QB、QA作状态控制器的输出。状态编