数字电路交通信号灯设计说明书.doc

word格式文档 专业整理 目 录 摘要............................................2 设计任务及要求..................................2 系统设计........................................3 单元电路设计 状态控制电路..................................4 时钟脉冲产生电路..............................5 信号灯显示电路................................5 时间显示控制电路..............................7 总体电路......................................11 结论 参考文献 总结体会 附录 专业整理 摘要 随着社会经济的快速发展，人们的生活水平快速提升，在城市中车水马龙的场景愈加明显，因此完备的交通是必不可少的，而良好的交通控制灯又是其核心。而国民的实践创新能力又是一个国家的发展所必须具备的。通过对数字电路、模拟电路的学习，我们可以做一些简单的实物来提高我们的动手能力，培养我们的创新能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 ??设计制作一个十字路口交通指示灯简易控制电路，红灯亮表示停止，绿灯亮表示通行，通行时间为60秒，停止时间为45秒，黄灯亮的时间都是5秒。通行和停止时间用数码管显示，采用倒计时方式。脉冲信号用555定时器构成的多谐振荡电路来产生的。 设计任务及要求 设计一个十字路口的交通信号灯控制器 基本要求： 能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态 用两组红、黄、绿三色灯作为两个方向的红、黄、绿灯。 能实现正常的倒计时功能 用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。 能实现特殊状态的功能（选作） 按S1键后，能实现特殊状态功能； 显示倒计时的两组数码管闪烁； 计数器停止计数并保持在原来的状态； 东西、南北、路口均显示红灯状态； 特殊状态解除后能继续计数； 能实现总体清零功能：按下该键后，系统实现总清零，计数器由初始状态计数，对应状态的指示灯亮。 电源：220V/50HZ的工频交流电供电。 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，撰写设计报告。 二．系统的设计 总体的设计思路如下图: 交通灯控制系统框图 工作原理说明： TL: 表示绿灯亮的时间间隔为主道秒60、支道45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。 系统主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，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。 三． 单元电路设计： 1.交通灯的控制逻辑如下： 状 态 主 道 支 路 时 间 00 绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行 60 S 01 黄灯亮，停车 红灯亮，禁止通行 5 S 11 红灯亮，禁止通行 绿灯亮，允许通行 45 S 10 红灯亮，禁止通行 黄灯亮，停车 5 S 交通灯的这4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及工作流程如下所示： 60秒未到，S0状态（主道绿灯亮，支道红灯亮）； 60秒到转入S1状态（主道黄灯亮，支道红灯亮）； 5秒后，进入S2状态（主道红灯亮，支道绿灯亮）； 45秒后，进入S3状态（主到红灯亮，支道黄灯亮）； 5秒后，回到S0状态，进入下一循环状态。 控制器应送出主道（R、Y、G）和支道（r、y、g）红黄绿灯的控制信号。 使用74LS161芯片做主控制电路，电路图如下 2.时钟脉冲电路 通过555定时器按一定的线路接上