交通信号灯控制电路设计方案[].doc

交通信号灯控制电路设计 目 录 ? 一、设计目的、任务　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥２ 二、设计方案比较及选择　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３ 一方案说明 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３ 方案一　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３ 方案二　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥４ 二方案比较　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥５ 三、总体功能说明　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥６ 四、各单元电路图及功能说明　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７ 1、时序脉冲产生和分频电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７ 　２、倒计时计数电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥８ 3、状态控制电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥９ 　4、显示电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１１ 五、设计总结　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１３ ＜一＞调试过程　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１３ 　　＜二＞实习心得　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１４ 　　＜三＞实习建议　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１５ 六、附录　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１６ ? 一．设计目的、任务 ? 1．设计课题 交通信号灯控制电路设计 2．设计目的 习了一个学期的《数字逻辑》课程，这次的课程设计主要是要综合了解与运用所学的知识，通过这次的课程设计来检测这一学期所学的知识。通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用。 交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制。在现代化的大城市中，十字交叉路口越来越多，在每个交叉路口都需要有一个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理。本次的设计就是基于此目的而设计的。 3．设计任务 ????? 十字交叉路口分纵、横两组信号灯控制。 ????? 每组有红、绿、黄三色信号灯显示。 ????? 各干道亮灯顺序为：红—绿—黄—红—绿……，红灯 黄灯、绿灯的亮灯时间比例为3：2：1。 ????? 分别用2位（共4位）LED显示纵、横两路的绿灯亮时间。 ????? 设计该电路并画出整体电路原理图。 ????? 完成设计电路连接与调试。 ????? 写出设计说明书。 二．???? 设计方案比较及选择 ? 基于设计目的与设计任务，我设计了两种方案实现红绿交通灯控制方案。以下是这两种方案的说明与比较。 （一）方案说明： 方案一： 采用1个双向移位寄存器74LS194来实现状态控制电路。输出端Q0接绿灯2，Q1接黄灯2，再将Q0与Q1相或接红灯1。首先将Q0置为1，Q1、Q2、Q3置为0，使绿灯2与红灯1先亮，接着进行移位，使黄灯2和红灯1亮。同样的，将Q2、Q3分别接绿灯1和黄灯1，Q2、Q3相或接红灯2，实现另一路交通灯的控制。 倒计时计数电路，此方案采用2片74LS192来实现。将绿灯1与绿灯2相或接到74LS192的LD端，通过对74LS192置数“0010，0000”（20）来实现绿灯的倒计时计数。 对于显示电路，此方案采用4片74LS48与4片LED，与计数器74LS192的综合使用来实现。 采用2片74LS161以及若干与门、与非门、或门来实现延时电路。此部分采用32进制，首先输出一个脉冲，延时为20秒，接着输出另一个脉冲，延时为10秒，此时，将Y2通过非门连接到74LS161的CR端，来实现清零功能。使用电路选取前30种状态，将后两种状态排除，实现交通灯30秒的计时功能（绿灯20秒+黄灯10秒）。 该部分功能完成之后，将Y1与Y2相或，接到状态控制电路。 此部分电路原理图如下： 方案一延时电路 ? 方案二： 采用2双向移位寄存器74LS194来实现状态控制电路。首先对其进行置数，将Q0的值置为1，Q1、Q2、Q3的值置为0，，将Q0与Q1用或门相接，接到绿灯1，再与Q2相或，接到红灯2，将Q2接到黄灯1。同样的，将低位的74LS194的Q0-Q1端接到相应的交通灯上，接着将M1M0置为“01”，实现移位功能，实现状态控制电路。 倒计时计数电路，此方案采用4片74LS192来实现，一路绿灯用2片74LS192实现。将绿灯1和绿灯2分别接到74LS192的LD端，将其置数为“0010，0000”（20），来实现绿灯的倒计时计数功能。 显示电路则采用4片74LS48与4片LED，与计数器74LS192的综合使用来实现。 采用1片74LS161以及一个与非门来实现延时电路，此部分电路相当于将1HZ的CP放大10倍，接到状态控制电路。电路原理图如下所示： 方案二延时电路 ? （二）方案比较： 方案一的状态控制电路与倒计时计数功能采用74LS194以及7