《交通灯设计方案》doc版.doc

首先介绍555计时电路的设计。周期要求，根据实验室提供的器材，我们选择，经过计算，我们选择两个和一个的电阻作为近似阻值。周期，555的输出可作为CLK信号。交通灯分为主干道和直干道的绿红黄，一共六个灯，但在实际中，灯亮的情况只有四种：1，主道绿灯支道红灯2，主黄支红3，主红支绿4，主红支黄。我们根据这4种情况对应设四种状态，S0，S1，S2，S3，用Q1Q0两个状态变量表示，分别为00，01，10，11。这四种状态的转换是根据路况保持或转变的。转换的具体情况已在任务和要求中说明。和分别表示个位和十位的计数量。设A，B分别表示主道，支道有无车辆，有车为1，无车为0有车无车A（主道）10B（支道）10我们设L表示对应状态该不该变灯，L是由A，B，Q1，Q0决定，卡诺图如下ABQ1Q00001111000011001XxxX11XxXx101011化简后为（加图）局部原理图如下：但在实际中，即使变为1，如果计时没到灯的状态也不会变。因此我们设变量表示计时是否到，表示计时到，表示计时没有到。只有当和同时为1时，状态才会转变，交通灯才会变。因为我们采用的是倒计数，所以只有当和都为0时，才为1，所以我们令（c的附图）局部原理图如下：已知和后，我们画出状态转换图LCQ1Q0000111100000/00/01/00/0101/10/10/01/1111/00/00/11/1010/10/11/10/LCQ1Q000011110000000010110111001101111LCQ1Q000011110000010011001111001100010因为我们选择的是4027JK触发器,所以驱动方程为(附图)局部原理图如下：因为不同状态下,计数器计数的进制不同,我们用异步低电平置数,在不同状态到达的一瞬间选择不同的进制.设和分别是个位和十位的置数端,将不同状态下所需置的,和进制列表如下Q1Q0D0D1D2D3E0E1E2E3S0001001010030进制,计时30sS10100100000计时5sS21010011000计时20sS31100100000计时5s用表示置数端,化简得:（附图）局部原理图如下：计时到对应的时间后(C=1),再根据此时的路况状态L,决定是否变灯.L=1时转换到下一个状态,L=0时灯的颜色和计时的数值是要保持的.我们把接入电路,作为4027JK触发器的CLK.当满足条件时,状态保持.（附图）局部原理图：因为我们选择异步低电平置数, 和从00跳变到99产生置数,同时转换到下一个状态,两片40192均置到相应的数值,99只存在一瞬间马上消失.我们设作为置0信号,接入两计数器低电平置数端.(附图)局部原理图如下：JK触发器Q1，Q0的状态决定灯亮的状况。主干道支干道Q1Q0绿黄红绿黄红00100001010100011000110011001010电路的连接方式如下：发光二极管串联电阻的计算：为了保险可以选择，这样二极管也可以正常工作。同理，LED数码显示管也可以选用此电阻。最后绘制完整的电路图电路的工作原理分析：主道通车时（S0状态），两片40192计数器在CLK的作用下进行减计数。从29到00，计时时间到后C=1。若此时支道没有车，不论主道有无车辆，L=0，CPD为高电平，计数器不计数，Q1Q0的状态也继续保持；若此时支道有车，Q1Q0迅速跳到下一个状态S1，并通过将计数器重新置数。S1保持5s后，不论路况怎样，自动跳到S2状态（支道通行），同时置数，计数器开始倒计数。计时完毕后，与上面S0一样，判断是否保持交通灯。因为主道优先的缘故，只有此时支道有车且主道无车，S2才继续保持，C=