彩燈課程設計--交通信號燈控制電路的設計

1、<p>　　電子技術(shù)課程設計報告</p><p>　　報 告 題 目： 交通信號燈控制電路的設計 </p><p>　　作者所在系部： 電子工程系 </p><p>　　作者所在專業(yè)： 通信工程 </p><p>　　作者所在班級：

2、 </p><p>　　作 者 姓 名 ： </p><p>　　作 者 學 號 ： </p><p>　　指導教師姓名： </p><p>　　完 成 時 間 ： 2009年6月26日 </p

3、><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全通行。</p><p>　　本課題要設計的是，交通信號燈控制電路，在主干道和支干道都設了紅，黃，綠三種信號燈。通過計數(shù)器和主控制器的調(diào)節(jié)和控制，紅

4、黃綠燈交替在不同的時間內(nèi)亮起，以此指揮交通。電路簡單思路清晰，控制簡單。</p><p>　　設計的信號燈主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道放行20秒，每次綠燈變紅燈時黃燈先亮5秒，此時原紅燈不變，而且是以十進制數(shù)字遞增計數(shù)顯示放行和等待時間。</p><p>　　該電路在實際生活中應用廣泛。</p><p>　　關(guān)鍵字 數(shù)顯 二極管 計數(shù)器 信

5、號燈 譯碼器 編碼器 數(shù)據(jù)選擇器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一．概述 1</b></p><p>　　二．方案設計與論證......................................................... 1</p>&l

6、t;p>　　三．單元電路設計與分析..................................................... 2</p><p>　　1. 主控制器 .............................................................. 2</p><p>　　2．計數(shù)器.... 3</p><

7、;p>　　3. 控制信號燈譯碼電路 ................................................... 4</p><p>　　四．總原理圖及元器件清單 .................................................. 5</p><p>　　1. 總原理圖 ..........................

8、.................................... 5</p><p>　　2. 工作原理 .............................................................. 5</p><p>　　3 元器件清單 ......................................................

9、......6</p><p>　　五．結(jié)論 .................................................................. 6</p><p>　　六．心得體會 ..............................................................6</p><p>　　參

10、考文獻 ..................................................................7</p><p><b>　　一．概述 </b></p><p>　　通過NE555產(chǎn)生一個1HZ秒脈沖信號，將秒脈沖信號送入計數(shù)器，計數(shù)器由兩個74LS160和一些門電路組成，它根據(jù)切換時間進行計數(shù)，同時向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換

11、信號，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。主控制器是由一個74LS160采用反饋歸零法構(gòu)成的四進制計數(shù)器，由輸出端得到所要求的四個狀態(tài)這四種狀態(tài)通過信號燈譯碼電路控制信號燈的亮滅。</p><p><b>　　二．方案設計與論證</b></p><p>　　有一個主干道和支干道的十字路口如圖示，每邊都設置了信號燈，在綠燈變紅燈時先要求黃燈亮幾秒，以便讓停車線以外的車

12、輛停止運行，因為主干道的車輛多，所以主干道放行時間長。</p><p>　　圖1十字路口示意圖 </p><p>　　要實現(xiàn)上述交通信號燈自動控制，則要求控制電路由時鐘信號器，計數(shù)器，主控制器，信號燈譯碼驅(qū)動電路，和數(shù)字顯示譯碼驅(qū)動幾部分組成，整機電路的原理如圖示</p><p>　　圖2交通燈控制器原理框圖</p><p>　　三．單元

13、電路設計與分析</p><p><b>　　1．主控制器</b></p><p>　　十字路口車輛運行情況只有四種可能：1.主綠燈，支紅燈； 2.主紅燈，支黃燈3.主紅燈，支綠燈；4.主黃燈，支紅燈；四種情況循環(huán)反復，因此，要求主控制器電路也由四種狀態(tài)，設這四種狀態(tài)以次為S0,S1,S2,S3.</p><p>　　設S0=00,S1=01,S

14、2=10,S3=11.實現(xiàn)這四個狀態(tài)的電路，可用二-十進制計數(shù)器74LS160實現(xiàn)，采用反饋歸零法構(gòu)成四進制計數(shù)器，即可從輸出端QA,QB得到所要求的4個狀態(tài)。邏輯圖如下。為以后敘述方便，設X1=QA,X0=QB. </p><p><b>　　圖3主控制器</b></p><p><b>　　2．計數(shù)器</b></p><p

15、>　　計數(shù)器有兩個作用：一個是根據(jù)主干道和支干道車輛運行時間以及黃燈切換時間的要求，進行30秒，20秒，5秒三種方式的計數(shù)；二是向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。計數(shù)器除需要秒脈沖作時鐘信號外，還應受到主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制。計數(shù)器的工作情況為：計數(shù)器在主控制器進入狀態(tài)S0時開始30秒計數(shù)；30秒后產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計數(shù)器歸零，主控制器進入狀態(tài)S3，計數(shù)器開始5秒計數(shù)；5

16、秒后又產(chǎn)生歸零信號，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計數(shù)器歸零，主控制器進入狀態(tài)S2,開始進行20秒計數(shù)；20秒后也產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計數(shù)器歸零，主控制器進入狀態(tài)S1，計數(shù)器又開始5秒計數(shù)；5秒后同樣產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計數(shù)器歸零，主控制器回到狀態(tài)S0，開始新一輪循環(huán)。</p><p>　　根據(jù)以上分析，設30秒，20秒，5秒計數(shù)的歸零信號分別為A,B,C,則

17、計數(shù)器的歸零信號L為： </p><p><b>　　L=A+B+C</b></p><p><b>　　圖4計數(shù)器</b></p><p>　　3．控制信號燈的譯碼電路</p><p>　　主控制器的四種狀態(tài)分別要控制主，支干道紅、黃、綠燈的亮滅。設燈亮為1，燈滅為0，則控制信號燈的譯碼電路的真

18、值表如下。</p><p>　　四．總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　1．總原理圖</b></p><p><b>　　2．工作原理</b></p><p><b>　　3．元器件清單</b></p><p><b>　　2．工

19、作原理</b></p><p>　　兩個74LS160構(gòu)成計數(shù)器其輸出信號作為主控制器選擇器74LS153的輸入信號，并通過由74LS160構(gòu)成的狀態(tài)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生00，01，10，11，四種狀態(tài)，其狀態(tài)又會反饋回74LS153以便選擇輸出所需信號，而74LS153的輸出信號反饋回信號作為計數(shù)器74LS160的置數(shù)控制信號，進而實現(xiàn)三十進制，五進制，二十進制，五進制的循環(huán)計數(shù)，從而實現(xiàn)11，10，01

20、，00的循環(huán)最終經(jīng)過譯碼器74LS138譯碼輸出控制兩路路口同一時刻不同的紅黃綠交通燈明滅狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　3．元器件清單</b></p><p><b>　　表1 元器件清單</b></p><p><b>　　五．結(jié)論</b></p><p>　　課

21、程設計就是用我們學習到的理論知識結(jié)合經(jīng)驗，構(gòu)成一個有效，可行，適用的電子系統(tǒng)，來達到一個或多個實際需求的一種有目的的活動 </p><p><b>　　六．心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設計自己第一體會到真正運用自己所學知識的快樂，過程中自己也曾遇到過困難，挫折，但在合作伙伴幫助和自己努力下最終克服了種種困難。知識應學有所用，理論聯(lián)系實際才能將我們

22、的才智發(fā)揮到極致。在這次實習中我了解了更多的軟件，其中包括Multisim和Proteus,并且能熟練操作該軟件，將會把其充分應用于其他學科的學習中，比如說模擬電子，數(shù)字電子，信號與系統(tǒng)課程學習中，將抽象理論形象化，有助于理解，以便更快接受新知識，提高學習效率。</p><p>　　交通燈的設計中自己組雖然費了一番力氣才得以設計出原理圖，但和現(xiàn)實的應用還有一點距離，沒有切實的與實際應用相結(jié)合，在以后的生活中自己會

23、注重實際應用與理論的結(jié)合，將所學知識應用到實際生活中。</p><p>　　只有做過才會懂得，只有真的嘗試過才會體會到動手實踐的快樂，該課設過程進一步激發(fā)了我對科研的興趣，同時也激勵我在以后的學習中儲備更多的知識。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 閻石主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(第五版).北京:高等教育出