兰州理工大学电信院数电课设交通灯.doc

电子技术综合训练 设计报告 题目： 交通信号灯控制器制作 摘 要 交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由定时器、控制器、译码显示电路组成。定时器由74LS160实现，控制器由74LS74 组成，译码电路采用BD4511和七段数码管来显示。控制器通过74LS74、74LS08、74LS04对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换。 关键字：交通灯 控制器 定时器 译码器 目 录 摘 要 2 1.1 设计任务 4 1.2 设计要求 5 2 系统设计 5 2.1 系统要求 5 2.2方案设计 6 2.2.1 控制电路方案设计 6 2.2.2 计数电路方案设计 6 2.2.3 译码电路方案设计 7 2.2.4 信号灯与数字显示方案设计 7 3 单元电路设计 8 3.1脉冲信号发生电路的实现 8 3.1.1电路的基本特点 8 3.1.2电路基本原理 8 3.1.3电路原理图 9 3.2计数电路 10 3.2.1 74LS160功能介绍 10 3.2.2 计数电路原理图 11 3.3控制电路 12 3.3.1控制电路工作原理 12 3.3.2控制电路原理图 13 3.4译码电路 14 3.4.1译码电路工作原理 14 3.4.2 译码电路原理图 14 3.5显示部分 15 3.5.1共阴极LED七段数码管 15 3.5.2 CD4511译码器 16 3.5.3 译码电路原理图 19 3.6直流电源设计 20 4 电路仿真 ....... ..........................................................................................................................22 5 电路安装与调试 24 5.1电路安装 24 5.1.2安装焊接 24 5.1.2焊盘应注意的常见问题 25 5.2电路调试 25 结 论 26 总结与体会 27 参考文献 28 附 录 29 1 设计任务和要求 1.1 设计任务 设计并制作一个十字路口的交通信号灯控制器，控制甲、乙两条交叉道路上的车辆通行。 1.2 设计要求 每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿三个灯组成， 绿灯绿表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已 过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆禁止通行； 2、每条道路上每次通行的时间为25S； 3、每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5S，才能变换通行车道； 4、黄灯亮时，要求每秒钟闪烁一次； 5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电； （注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳 压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求） 6、按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件， 2 系统设计 2.1 系统要求 在这一方案中，系统主要由控制器、定时器、译码器等部分组成。译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中： TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 交通灯控制系统的原理框图如图1所示 　　 上面即为产生1s的脉冲电路，仿真出的波形如下： 3.2计数电路 3.2.174LS160功能介绍 这种同步可预置十进计数器是由四个D 型触发器和若干个门电路构成，内部有超前 进位，具有计数、置数、禁止、直接（异步）清零等功能。对所有触发器同时加上时钟， 使得当计数使能输入和内部门发出指令时输出变化彼此协调一致而实现同步工作。这种 工作方式消除了非同步（脉冲时钟）计数器中常有的输出计数尖峰。缓冲时钟输入将在 时钟输入上升沿触发四个触发器。 这种计数器是可全编程的，即输出可预置到任何电平。当预置是同步时，在置数输 入上将建立一低电平，禁止计数，并在下一个时钟之后不管使能输入是何电平，输出都 与建立数据一致。清除是异步的（直接清零），不管时钟输入、置数输入、使能输入为 何电平，清除输入端的低电平把所有四个