电工电子技术课程设计-简易交通信号灯控制器.doc

《电工与电子技术基础》课程设计报告 题 目 简易交通信号灯控制器 学院（部） 汽车学院 专 业 物流工程 班 级 201422070118 学生姓名 商旭宗 学 号 201422070118 6 月 12 日至 6 月 19 日 共 1 周 指导教师（签字） 一：主要技术指标和要求 （1）定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒； （2）每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； （3）分别用红、黄、绿色发光二级管表示信号灯； （4）设计计时显示电路。 二：摘要 在十字路口，交通信号灯发挥着重要的作用。本文要设计一个简易交通信号灯控制器，实现主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒，每次由绿灯变为红灯时，要有五秒黄灯作为过渡，并设计倒计时显示电路。分别用红黄色发光二极管表示信号灯。设计方案共分为四大模块： 1，脉冲信号发生模块.采用555秒脉冲发生器提供脉冲信号；2，计数器模块.采用74LS290二五十进制计数器和74LS161型4位同步二进制计数器；3，组合逻辑电路模块.利用74LS161的四个输出端和门电路构成组合逻辑电路来输出相应的高电平或低电平；4，负载；5，显示电路模块.利用相应的定时器，译码电路，数码管来实现主支干道上的倒计时显示。在此模块中显示控制器根据当前信号灯的状态，来控制定时器的工作状态，再经过译码，数码管显示来实现倒计时计数。 三：总体设计方案论证及选择 方案1：首先，利用555定时器组成的多谐振荡器产生1秒的脉冲，根据题目要求，选择5s作为计数器的脉冲，完成一个循环共需要80秒，所以选择16进制计数器，我选择74LS161四位同步二进制计数器（要达到这个目的需要用一个五进制计数器把多谐振荡器产生的1秒脉冲转化为5秒脉冲）。利用74LS161四个输出端输出四位二进制数，在相应的组合逻辑电路的控制下输出高电平或低电平来实现发光二极管的亮灭。然后，主支道上各设计一个显示电路，分别根据主，支干道上的信号灯状态来控制定时器工作状态，通过相应的译码器和数码管来达到相应的要求。 四：设计方案的原理框图 脉冲信号T=1S 脉冲信号 T=1S 五进制计数器 五进制计数器 显示控制电路 T=5s 显示控制电路 74LS161计数器 74LS161计数器 定时电路 定时电路 组合逻辑电路 组合逻辑电路 译码电路 译码电路 数码管显示信号灯负载 数码管显示 信号灯负载 简要说明：电路的脉冲信号由CB555定时器组成的多谐振荡器外接上合适的电容C和电阻R组成，可以产生T=1s的方波。经过波形变化后输入计数器74LS161，通过Q3Q2Q1Q0输出二进制数。在组合逻辑电路的作用下分别在产生高低电平控制发光二极管的亮灭，实现信号灯的功能。 ②总体电路图 五: 单元电路设计 脉冲信号发生电路 由555定时器组成的多谐振荡器，也称无稳态触发器，不需要外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自激振荡）。下图是由CB555定时器组成的多谐振荡器。R1，R2，和C是外接元件。 多谐振荡器电路图 +Ucc R1 7 8 4 6 3CB5552 1 5 7 8 4 6 3 CB555 2 1 5 2 1 R2 u0 uc C CB555定时器原理电路图 接通电源Ucc以后，他经过R1和R2对电容C充电，uc上升。当0ucUcc/3时，触发器置1，u0为高电平电压（1）。当Ucc/3uc2Ucc/3时，触发器保持状态不变，u0仍为高电平电压（1）。当uc上升略高于2Ucc/3时，触发器置0，u0为低电平电压（0）。这时放电管Tp导通，电容C通过R2和Tp放电，uc下降。当uc下降略低于Ucc/3时，触发器置1，u0又由低电平电压（0）变