智能交通灯控制系统试题 .pdfVIP

《电子产品装配与调试》试题

题目：智能交通灯控制系统

完成时间：4小时

工位号：

日期：

第一部分电路说明部分

一、电路功能概述

此系统为数字电路搭建的智能交通灯控制系统，模拟一个东西和南北方向的汇合点形成的十字路口（包括人

行通道），在交叉路口的每个入口都设有红黄绿三种信号灯（红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示允许通行，黄灯亮

表示提醒），并且用4组数码管显示十字路口两个方向剩余的通行时间。人行通道也设有红绿信号灯。系统可以通

过模式选择键选择工作在白天还是夜晚。

具体实现过程：

白天夜晚

南北方向绿灯亮20s东西方向红灯亮24s人行道南北方向绿灯亮24s东西南北方向四个黄灯

南北方向黄灯闪烁4s人行道东西方向红灯亮24s闪烁其他都不亮

南北方向红灯亮24s东西方向绿灯亮20s人行道东西方向绿灯亮24s

东西方向黄灯闪烁4s人行道南北方向红灯亮24s

二、单元数字电路介绍

1、秒脉冲发生器的设计

由NE555构成的多谐振荡器来输出周期为1s的矩形脉冲，555定时器构成多谐振荡器时，频率为：

f=1/T=1.44/(R1+2R2)*C

图1：典型电路图2：应用电路

2、4分频器的设计

由CD4013双D触发器构成4分频器来输出周期为4s的矩形脉冲。

CD4013由2个D触发器构成，每个触发器都有各自的清零和置位输入端，以及互补的Q和Q输出端。当

555多谐振荡器有1秒脉冲输入到第一个D触发器D端时，在上升沿时刻，D端的输入信号传送到Q输出端，

直到第二个上升沿时刻，再输出，从而第一个D触发器输出2秒，再把2秒输入到第二个D触发器D端时，

在上升沿时刻，D的输入信号传送到Q输出端，直到第二个上升沿时刻，再输出，从而实现4秒。应用电路图

如下图3所示。

图3：4分频器电路

3、灯控电路：移位寄存器（74LS164）

（1）74LS164是8位并行输出高速移位寄存器，其功能说明如下：

引脚符号名称

AB数据输入端

CLK时钟信号输入端（上升沿触发）

\MR主复位信号输入（低电平有效）

Q0—Q7输出端

图4：74LS164引脚图

数据串行输入，并从八个触发器输出端并行输出。一个两输入端（A或B）“与”门接收并行数据，AB

中任一端都可用作高电平有效的“允许”输入端，而另一端则作为数据输入端。AB两端若有一端不使用，则

次端必须接高电平，或两个输入端连接在一起。时钟信号（CP）每次从低电平跳变到高电平，寄存器数据右移

一位，并把在时钟脉冲上升沿之前在“与”门输入端上的数据送进Q0，主复位信号（MR）对于其他输入信号

有优先权。当MR为低电平时，寄存器被异步清零，所有Q输出被强置为低电平。

图5：74LS164的真值表

（2）灯控电路工作流程

设十字路口南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、

EWG。工作流程为：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，为一个循环。即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮

黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图见图