电子技术课程设计交通灯控制电路设计.doc

精品文档电子技术课程设计报告 交通灯控制电路设计上海大学机自学院自动化系电气工程专业姓名:学号:指导老师:徐美华目录目录2一、 主要用途：2二、 设计任务及要求：3三、设计思路步骤及仿真调试31.设计分析32.交通灯模块：43.脉冲信号模块54.减法计数器及数码显示管模块55.控制模块66.对所使用芯片进行介绍：77.交通灯工作图12四、实习小结151、 主要用途：有效管制交通、疏导交通流量、提高道路通行能力、有利于减少交通事故。2、 设计任务及要求：设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路，其要求如下： 1.一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红灯亮，并且主干灯亮的时间不少于60 S； 2.当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S； 3.每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。三、设计思路步骤及仿真调试1.设计分析计数器能进行60进制、30进制以及5进制的减数计数，在计数器与译码器及与非门的工作下实现交通灯信号灯的切换。有以下四个状态：a.主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，支干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够60秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。b.主干道黄灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够5秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。c.主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够30秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。d.主干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够5秒后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。2.交通灯模块：设主干道红灯、黄灯、绿灯分别为X1、X2、X3；支干道红灯，黄灯、绿灯分别为Y1、Y2、Y3，如下图所示。 图 交通灯模块3.脉冲信号模块因为T=1s所以通过1HZ的方波脉冲信号产生周期为1s的时钟信号，如图2.3所示。 图2.34.减法计数器及数码显示管模块 选用74LS192构成减法计数器，当进入黄灯模式，右边的计数器进行5秒钟的脉冲倒数，当倒数结束时BO端输出一低电平信号，促发左边的减法计数器进入工作状态，从而实现交通灯的倒计时时间控制。图2.45.控制模块使用74LS169十进制计数器构成三进制的加法计数器，同时组合74LS138数据选择器及与非门控制三个颜色交通灯的亮与灭。图2.56.对所使用芯片进行介绍：(1)74LS192a.74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示： 图2.6.1（a）引脚排 图2.6.1(b) 逻辑符号图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。b.其功能表如下： 输入 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000 dcbadcba011 加计数011 减计数表5-2 74LS192的功能表(2)74LS160a.74LS160 为可预置的十进制同步计数器，其管脚图如图所示：RCO 进位输出端 ENP 计数控制端QA-QD 输出端ENT 计数控制端CLK 时钟输入端CLR 异步清零端（低电平有效）LOAD 同步并行置入端（低电平有效） 图2.6.2 b.74LS160功能表：(3)74LS138 a.74LS138 为3 线8 线译码器，其引脚排列及逻辑符号如下所示： A0A2：地址输入端STA（E1）：选通端/STB（/E2）、/STC（/E3）：选通端（低电平有效）/Y0/Y7：输出端（低电平有效）VCC：电源正GND：地A0A2对应Y0Y7；A0,A1,A2以二进制形式输入，然后转换成十进制，对应相应Y的序号输出低电平，其他均为高电平； 2.6.3（a） 2.6.3 (b)b.74LS138真值表输入输出STA/STB/STCA2A1A0/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7HHHHHHHHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL7.交通灯工作图状态一：图2.7.1符合设计要求1：一般情况下，保持主干道畅通，主干道路灯亮、支干道红灯亮，并且主干灯亮的时间不少于60 S； 状态二：图2.7.2符合设计要求3：每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。状态三:图2.7.3符合设计要求2：当主干道绿灯亮超过60 S，且支干道有车时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不得超过30S； 状态四：图2.7.4符合设计要求3：每次主干道或支干道绿灯亮变红灯时，黄灯先亮5S。综上所述：该交通灯符合设计要求。总图如下：图2.7.5 四、实习小结通过一周的电子技术课程设计，在不断的努力尝试和思考总结后，我完成了交通灯控制电路。在这次的实习中，由于数电是我们上一学期学习的课程，相较模电更为熟悉，在运用的过程中，更让我感到亲切，但这并不代表在实际的操作过程中遇到的困难比模电项目少。从网上的资料搜索到资料理解吸收再到电路的调试，每一步无不是一波三折的。但当我一步一步最终完成整个设计后，我也得到了巨大的成就感。我第一次发现自己所学的东西原来离这个社会这么近，通过自己的设计思维以及我现有的知识，我真正可以学以致用做出一有实际功能的电路，虽说只是模拟仿真，但这让我感到很神奇也很有趣，大大增加了我对自己专业的认识和兴趣。当然，在设计电路的同时，我深深感受到自己的专业知识的不足，这让