交通信號(hào)燈控制電路

PAGEPAGE2《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告交通信號(hào)燈控制電路姓名:喻琨專(zhuān)業(yè):電子信息工程班級(jí):073143學(xué)號(hào):07314327指導(dǎo)老師:郭文目錄一、封面……………………1二、目錄……………………2三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求………3四、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)…………4五、系統(tǒng)各部分電路設(shè)計(jì)…………………5六、系統(tǒng)總電路圖…………11七、小結(jié)……………………12設(shè)計(jì)任務(wù)及要求在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)與科學(xué)高速發(fā)展的社會(huì)，人們所倡導(dǎo)的是秩序與和諧，作為社會(huì)規(guī)范的一員，交通指揮是非常重要的一員，本次設(shè)計(jì)是無(wú)人值守的交通燈，保證車(chē)輛與人員的順利通過(guò)圖3-1設(shè)計(jì)示意圖任務(wù)要求：1.十字路口交通燈設(shè)南北、東西,紅(R)、黃(Y)、綠(G)分別是NSR,NST,NSG,EWR,EWY,EWG.2.他們工作方式如交通燈順序工作流程圖所示,其中黃燈亮以1S為周期閃爍3.十字入口有數(shù)字顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間4.擴(kuò)展:可改為手動(dòng)控制，夜間控制模式5.設(shè)計(jì)該電路并畫(huà)出整體電路原理圖6.完成設(shè)計(jì)電路連接與調(diào)試。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖中設(shè)南北方向的紅、黃、綠燈分別為NSR、NSY、NSG，東西方向的紅、黃、綠燈分別為EWR、EWY、EWG。它們的工作方式，有些必須是并行進(jìn)行的，即南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮因此得出交通燈順序工作流程圖如圖4-1圖4-1交通燈順序工作流程圖如要滿足兩個(gè)方向的工作時(shí)序：即東西方向亮紅燈時(shí)間應(yīng)等于南北方向亮黃、綠燈時(shí)間之和，南北方向亮紅燈時(shí)間應(yīng)等于東西方向亮黃、綠燈時(shí)間之和。時(shí)序工作流程圖見(jiàn)下圖所示。圖4-2時(shí)序工作流程圖假設(shè)每個(gè)單位時(shí)間為3秒，則南北、東西方向綠、黃、紅燈亮?xí)r間分別為15秒、3秒、18秒，一次循環(huán)為36秒。其中紅燈亮的時(shí)間為綠燈、黃燈亮的時(shí)間之和，黃燈是間歇閃耀。。系統(tǒng)各部分電路設(shè)計(jì)交通燈控制器系統(tǒng)圖圖5-1交通燈控制器系統(tǒng)圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，參考圖5-1，設(shè)計(jì)方案可以從以下幾部分進(jìn)行考慮。秒脈沖和分頻器因十字路口每個(gè)方向綠、黃、紅燈所亮?xí)r間比例分別為5:1:6，所以選4秒為一單位時(shí)間，即計(jì)數(shù)器每計(jì)4秒輸出一個(gè)脈沖。這一電路就很容易實(shí)現(xiàn)。交通燈控制器由波形圖可知，計(jì)數(shù)器每次工作循環(huán)周期為12，所以可以選用12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器可以用單觸發(fā)器組成，也可以用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。這里我們選用中規(guī)模74LS164八位移位寄存器組成扭環(huán)形12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表如下示。圖5-2扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表根據(jù)5-2，我們不難列出東西方向和南北方向綠、黃、紅燈的邏輯表達(dá)式：東西方向綠：黃：紅：南北方向綠：黃：紅：由于黃燈要求閃耀幾次，所以用時(shí)標(biāo)1s和EWY或NSY黃燈信號(hào)相“與”即可。圖5-374LS164引腳圖圖5-474LS164功能表顯示控制部分顯示控制部分實(shí)際上是一個(gè)定時(shí)控制電路。當(dāng)綠燈亮?xí)r，使減法計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作（用對(duì)方的紅燈信號(hào)控制），每來(lái)一個(gè)秒脈沖，使計(jì)數(shù)器減1，直到計(jì)數(shù)器為“0”而停止。譯碼顯示可用74LS248BCD碼七段譯碼器，顯示器用LC5011-11共陰極LED顯示器，計(jì)數(shù)器材選用用74LS168圖5-574LS248引腳圖圖5-674LS248功能表圖5-874LS168功能表圖5-874LS168功能表手動(dòng)/自動(dòng)控制，夜間控制這可用一選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行。置開(kāi)關(guān)在手動(dòng)位置，輸入單次脈沖，可使交通燈在某一位置上，開(kāi)關(guān)在自動(dòng)位置時(shí)，則交通信號(hào)燈按自動(dòng)循環(huán)工作方式運(yùn)行。夜間時(shí)，將夜間開(kāi)關(guān)接通，黃燈閃亮。系統(tǒng)總電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，交通信號(hào)燈控制器參考電路，下圖所示。總電路簡(jiǎn)要說(shuō)明單次手動(dòng)及脈沖電路單次脈沖是由兩個(gè)與非門(mén)組成的RS觸發(fā)器產(chǎn)生的，當(dāng)按下K1時(shí)，有一個(gè)脈沖輸出使74LS164移位計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。K2在自動(dòng)位置時(shí)，由秒脈沖電路經(jīng)分頻后（4分頻）輸入給74LS164，這樣，74LS164為每4秒向前移一位（計(jì)數(shù)1次）。秒脈沖電路可用晶振或RC振蕩電路構(gòu)成。單次脈沖是由兩個(gè)與非門(mén)組成的RS觸發(fā)器產(chǎn)生的，當(dāng)按下K1時(shí)，有一個(gè)脈沖輸出使74LS164移位計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。K2在自動(dòng)位置時(shí)，由秒脈沖電路經(jīng)分頻后（4分頻）輸入給74LS164，這樣，74LS164為每4秒向前移一位（計(jì)數(shù)1次）。秒脈沖電路可用晶振或RC振蕩電路構(gòu)成?？刂破鞑糠炙?4LS164組成扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，然后經(jīng)譯碼后輸出十字路口南北、東西兩個(gè)方向的控制信號(hào)。其中黃燈信號(hào)必須滿足閃耀，并在夜間時(shí)，使黃燈閃亮，而綠、紅燈滅。數(shù)字顯示部分當(dāng)南北方向綠燈亮，而東西方向紅燈亮?xí)r，使南北方向的74LS168以減法計(jì)數(shù)器方式工作，從數(shù)字“24”開(kāi)始往下減，當(dāng)減到“0”時(shí)，南北方向綠燈滅，紅燈亮，而東西方向紅燈滅，綠燈亮。由于東西方向紅燈滅信號(hào)（EWR：0）使與門(mén)關(guān)斷，減法計(jì)數(shù)器工作結(jié)束，而南北方向紅燈亮使另一方向——東西方向減法計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作。在減法計(jì)數(shù)開(kāi)始之前，由黃燈亮信號(hào)使減法計(jì)數(shù)器先置入數(shù)據(jù)，圖中接入U(xiǎn)/和的信號(hào)就是由黃燈亮（為高電平）時(shí)，置入數(shù)據(jù)。黃燈滅（Y=0）而紅燈亮（R=1）開(kāi)始減計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力.加深了以前不熟悉芯片的記憶同時(shí)也了解了仿真軟件的基本使用方法。該課程設(shè)計(jì)很好體現(xiàn)了源于課本的設(shè)計(jì)理念,為了正確理解該實(shí)驗(yàn),我查閱了很多課本上的資料,很多以前不是很懂的問(wèn)題現(xiàn)在都已經(jīng)一一解決了.在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我想了很多種方案,對(duì)同一個(gè)問(wèn)題(像計(jì)數(shù)器的接法)都想了很多種不同的接法,運(yùn)用不同的芯片進(jìn)行了比較,最后還是采取了上面的方法進(jìn)行連接.由此增強(qiáng)了自己對(duì)數(shù)字電路這門(mén)課程的理解，今后我會(huì)將自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活學(xué)習(xí)中。參考文獻(xiàn)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》

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《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》

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東華理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)分表學(xué)生姓名：喻琨班級(jí)：073143學(xué)號(hào)：07314327課程設(shè)計(jì)題目：交通信號(hào)燈控制電路項(xiàng)目?jī)?nèi)容滿分實(shí)評(píng)選題能結(jié)合所學(xué)課程知識(shí)、有一定的能力訓(xùn)練。符合選題要求（3人一題）5工作量適中，難易度合理10能力水平能熟練應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，有一定查閱文獻(xiàn)及運(yùn)用文獻(xiàn)資料能力10理論依據(jù)充分，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，公式推導(dǎo)正確10能應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行編程、資料搜集錄入、加工、排版、制圖等10能體現(xiàn)創(chuàng)造性思維，或有獨(dú)特見(jiàn)解15成果質(zhì)量模型正確、合理，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求。15摘要敘述簡(jiǎn)練完整，假設(shè)合理、問(wèn)題分析正確、數(shù)學(xué)用語(yǔ)準(zhǔn)確、結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理；問(wèn)題處理科學(xué)、條理分明、語(yǔ)言流暢、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、版面清晰15論文主要部分齊全、合理，符號(hào)統(tǒng)一、編號(hào)齊全