交通燈控制電路設計實驗(實驗報告)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上學號 評定等級東北師范大學2015 2016學年學年小論文題目：交通燈設計實驗報告學院、系 物理學院 專業(yè)名稱 電氣及其自動化 年 級 2014級 學生姓名 伍敏 2016年11月1日一設計背景如今，紅綠燈成為管制交通的最有效的手段之一。作為疏導交通必不可少的工具，已經(jīng)出現(xiàn)在各個交通路口。紅綠燈的出現(xiàn)有效的減少了交通事故的發(fā)生，提高了道路的暢通性。因此，為了鞏固對課堂知識的理解，更進一步了解單片機結構與功能，加強自己的動手實踐能力，本人決定用單片機來實現(xiàn)簡單模擬交通燈的設計。二設計功能1.東西方向車道和南北方向車道上車輛交替運行。2.路口數(shù)碼管按秒倒計時顯示數(shù)字作為提

2、醒。3.紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示允許通行。4.數(shù)碼管顯示時間共用，按秒倒計時顯示數(shù)字作為提醒。 5.黃燈時間和綠燈時間可以進行更改，紅燈時間默認為兩個時間相加。南東n 西n 北交通路口示意圖 主 干 道 三所需元件1. 74ls192 2. 74ls245 3. 74138 4. 7486 四異或門5. 7474雙D觸發(fā)器 6. 發(fā)光二極管 12個（紅黃綠各3個）7. 電容電阻若干 8. 晶振9. 導線若干四實驗設計部分設計思路輸出電路狀態(tài)譯碼電路東西方向計時南北方向計時秒信號產生電路時間倒計時電路狀態(tài)產生電路時間預置電路五單元設計電路秒信號發(fā)生器：本來想選用555定時器實現(xiàn)秒信號產生的

3、額基本功能，因為在課上接觸到的比較熟悉，但是由于某些原因，不讓使用555定時器，只能夠想用32768晶振和CD4060搭配，通過分頻實現(xiàn)秒信號發(fā)生的功能，而且由于555定時器受到的外界因素影響較大，使用晶振產生的秒信號會更加的穩(wěn)定。.時間預置電路：74LS245：同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，通過G端口的選擇，可以選擇由A向B發(fā)送數(shù)據(jù)或者是由B向發(fā)送數(shù)據(jù)。每個芯片有著八個開關，前四個開關控制的計時的個位數(shù)據(jù)，后四個開關控制的計時的十位預置數(shù)據(jù)。而預置數(shù)據(jù)具體選擇的是哪一個芯片上的數(shù)據(jù)由控制，任何時刻兩個芯片只有其中的一個能正常傳輸數(shù)據(jù)，而另一個不能傳輸。一個控制黃燈的預置時間，一個控制綠燈的預置時間

4、，而紅燈的時間是默認為黃燈時間加上綠燈的時間。如此便成功的實現(xiàn)了隨時控制黃綠燈的時間。.計數(shù)器電路：74LS192：該電路中選用兩個該芯片控制數(shù)碼管的顯示，一個控制個，一個控制十位，芯片里的ABCD為預置數(shù)，但沒有明確是預置什么數(shù)，數(shù)字由之前的同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器傳輸過來，如此實現(xiàn)更改預置時間的功能。使用的是減數(shù)功能，觸發(fā)源接DOWN，同時UP必須接上電源電壓，BO為借位輸出，接上另一個的DOWN，實現(xiàn)兩位數(shù)的減法計數(shù)功能。整個計數(shù)采用的是反饋置數(shù)法，當借位為時通過四與非門接入LOAd，從而置數(shù)。本實驗使用的實驗箱中數(shù)碼管自帶譯碼功能，輸出的QaQbQcQd直接接上數(shù)碼管。六控制電路甲綠燈亮

5、,乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行,乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔TL時控制器發(fā)出狀態(tài)信號ST轉到下一工作狀態(tài)。 （2）乙車道黃燈亮乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行已過停車線的車輛繼續(xù)通行乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔TY時控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST轉到下一工作狀態(tài)。 （3）甲車道紅燈亮乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時間間隔TL時控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST轉到下一工作狀態(tài)。 （4）甲車道紅燈亮乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止同行，乙車道上未位過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔TY時控制

6、器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST系統(tǒng)又轉換到第1種工作狀態(tài)。 交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉換是由控制器進行控制的。設控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10，并分別用S0、S1、S3、S2表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如表1所示控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見，把燈的代號和燈的驅動信號合二為一，并作如下規(guī)定控制狀態(tài)和信號燈狀態(tài)下，車道的運行狀態(tài)： S000甲綠、乙紅 甲車道通行、乙車道禁止通行 S101甲黃、乙紅 甲車道緩行、乙車道禁止通行 S311甲紅、乙綠 甲車道禁止通行、乙車道通行 S210甲紅、乙黃 甲車道禁止通行、乙車道緩行 控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信

7、號：AG=1：甲車道綠燈亮;BG=1:乙車道綠燈亮；AY=1：甲車道黃燈亮；BY=1：乙車道黃燈亮；AR=1：甲車道紅燈亮；BR=1：乙車道紅燈亮；.狀態(tài)控制電路：兩個雙觸發(fā)器組成，其中會通過數(shù)據(jù)選擇器選擇以上的四種狀態(tài)之一，進而控制紅綠燈的亮滅和計時器的倒數(shù)計時。其中計算后的電路如右圖所示，采用同步時鐘計數(shù)器，為時鐘端，為異或門。.狀態(tài)譯碼電路：:線譯碼器如右圖所示，狀態(tài)產生電路的輸出端接入右圖的數(shù)據(jù)選擇器中，其中為三位數(shù)據(jù)地址的低二位，最高位接地，表示,四個狀態(tài)，并且會不斷循環(huán)重復。其中一個譯碼器的輸出電路為控制兩條道路紅燈的亮滅，另一個譯碼器的輸出電路控制兩條道路黃綠燈的亮滅，并且兩種情

8、況控制黃燈預置數(shù)輸入有效，其他兩種情況控制綠燈預置數(shù)輸入有效。另外，由于選擇器的輸出是相反的，還需要一個反相器也就是非門進行轉換從而使燈亮。七總電路設計圖分析總結組裝電路之前一定要確保設計的電路圖完全正確，尤其是必需得做好實驗的仿真，這樣才能在檢查組裝的電路時不用考慮太多，更加方便的找出錯誤。實驗組裝過程中一定要保證每根線都插好，接觸正常，最好是出現(xiàn)了現(xiàn)象的版塊優(yōu)先做，這樣就可以一步一步的邊做邊檢查錯誤，不然出現(xiàn)的錯誤十分難找。連電路的時候最好是一塊一塊的組裝，每連好一塊就檢查是否正常工作。這樣可以很節(jié)省時間，避免到最后無從下手?？傊?，組裝電路的時候應該很小心，盡量做好每項工作，避免粗心造成的錯誤最重要。在實驗過程中的后半部分，由于現(xiàn)象從最開始就沒有十分正確，一步步的做到了最后的時候，線路已經(jīng)十分之多了，