交通灯控制的逻辑电路设计_精品.doc

交通灯控制的逻辑电路设计 题目 交通灯控制的逻辑电路设计 班级__________09机设（4）班__________ 学号___________200910310410__________ 姓名____________江岑_______________ 指导___________ 严君美_______________ 时间___________2011-6-21_____________ 一．概述 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条 路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行. 交通灯控制器的系统框图如下: 系统框图(a) 二．交通灯的组成和原理 一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置——交通灯.它可以显示车辆通行和等待的时间,以便车辆更有秩序的通过.一个交通灯应包含以下几个基本的部分: 秒脉冲和分频器 因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮的比例为5:1:6,所以,只要用4秒为单位时间,则计数器每四秒输出一个脉冲.这一电路的实现就要用到秒脉冲和分频器. 控制器 这是交通灯的核心部件.由波形图图（b）可知、计数器每次工作循环为12所以可以选用12进制计数器.此设计选用中规模74LS164八位移位寄存器组成的扭环形12进制计数器.其状态表如图(c)所示 控制器波形图(b) t 计数器输出 南北方向 东西方向 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 NSG NSY NSR EWG EWY EWR 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 3 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 4 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 5 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 6 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 7 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 8 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 9 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 10 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 11 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 图(c) 根据状态表我们不难列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式: 东西方向: 绿: EWG=Q4*Q5; 黄: EWY=Q4*Q5; 红: EWR=Q5; 南北方向: 绿: NSG=Q4*Q5; 黄: NSY=Q5*Q4; 红: NSR=Q5; 显示部分 显示控制部分,实际是一个时控电路.当红灯亮时,使减法计数器开始工作(用对方的红灯信号控制),每来一个秒脉冲,使计数器减1,直到计数器为”0”而停止.译码显示用74LS248BCD码七段译码器,显示器用LC5011—11共阴极LED显示器,计数器采用可预置加、减法计数器74LS168. 手动/自动控制,夜间控制部分 此部分用选择开关进行.置开关在手动位置,输入单次脉冲,可使交通灯处在某一位置上,开关在自动位置时,则交通信号灯安自动循环工作方式运行.夜间时,将夜间开关接通,黄灯亮. 三．设计要求 (1). 满足如图(d) 顺序工作流程. 南北方向绿灯亮、东西方向红灯亮占5t 南北方向黄灯亮、东西方向红灯亮占1t 南北方向红灯亮、东西方向绿灯亮占5t 南北方向红灯亮、东西方向黄灯亮占1t 图（d） 图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为ＮＳＲ、ＮＳＹ、ＮＳＧ东西方向的红、黄、绿灯分别为ＥＷＲ、ＥＷＹ、ＥＷＧ．它们的工作方式,有些必须是并行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。 （2）。 应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯的时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯的时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图如图（b）所示 图（b）中，假设每个单位时间是4秒，则南北、东西方向绿，黄，红灯亮时间分别为20秒，4秒，24秒，一次循环为48秒。其中红灯亮的时间是绿灯，黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀的。 （3）。 十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观的把握时间。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1的