交通信号灯电路课程设计创新性实验研究报告模板

交通信号灯电路课程设计创新性实验研究报告模板交通信号灯电路课程设计创新性实验研究报告模板 学年 学期创新性实验研究报告实验项目名称 设计交通信号灯 电路 组长姓名学号联系电话E mail成员姓名学号成员姓名学号专业班级指导教师及职称年月日山 东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告 一 实验摘要通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计 使得该交 通灯控制电路能够自动控制十字路口两组红 绿交通灯的状态 使其 进行状态转换 指挥各种车辆和行人安全通行 实现十字路口交通管 理的自动化 因此 在本次课程设计里 将以各组合逻辑器件为基础来实现设计 交通控制信号灯 交通灯控制器主要由控制器 秒脉冲发生器 计数器 译码显示电 路及信号灯组成 控制器由74HC160与74HC138来实现 脉冲发生器用555多谐荡器产生 计数器采用两个74192与74LS32来实现 显示电路经过译码显示和 LED灯显示 关键字秒脉冲发生器 计数器 控制器 译码显示电路 二 实验目的设计的交通灯 分为主干道 支干道 它们交替通行 系统由秒脉冲信号发生器 主控电路 计数电路 译码显示电路和 信号灯显示电路四大部分组成 其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号 通过计 数器向控制器发出信号 使相应的发光二极管发光 译码显示器在控制器的控制下 改变交通灯信号 产生倒计时时间 显示 控制器根据计数器器的信号 进行状态间的转换 使显示器 的显示发生相应转变 三 实验场地及仪器 设备和材料场地实验室仪器设备和材料74LS1 61十六进制的加法计数器 有清零和置数的功能 74HC160十进制的加法计数器 有清零和置数的功能 74HC1383 8线译码器 可把三位二进制译为十进制数 74LS0000为四组2输入端与非门 正逻辑 74LS04六反相器 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 74LS32四输入或门LM555CM 试验中用其接成多谐振荡器 山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告 四 实验内容 1 实验原理秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号 通过计数器向控制器发出信号 使相应的发光二极管发光 译码显示器在控制器的控制下 改变交通灯信号 产生倒计时时间 显示 控制器根据计数器的信号 进行状态间的转换 交通灯控制 器的控制过程分为四个阶段 对应四个状态 分别记为A B C D 规定南北方向为主干道 东西方向为支干道 实验电路分为如下4个模 块 2 实验内容以各组合逻辑器件为基础来实现设计交通控制信号灯对 应四个状态的转换 交通灯控制器主要由控制器 秒脉冲发生器 计数器 译码显示电 路及信号灯组成 控制器由74HC160与74HC138来实现 脉冲发生器用555多谐荡器产生 计数器采用两个74192与74LS32来实现 显示电路经过译码显示和 LED灯显示 译码及显示电路计数器电路主控电路555时钟信号发生器山东科技大 学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告 3 实验步骤1 555实现的秒脉冲电路秒脉冲电路是由一片555芯片 接成的多谐振荡器 因为要接成一个周期为1S的振荡器需要很大的 电阻和电容 所以我们用一个十六位加法计数器74LS161来分频 具体电路如下图所示 秒脉冲电路因为输出接的是QD 所以周期变为原来的16倍 则555定时器的输出端的脉冲周期是62 5MS 如下图所示 周期为62 5ms的脉冲山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实 验研究报告2 主控电路控制器是交通管理的核心 它应该能够按 照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段 对应四个状态 分别记为A B C D 规定南北方向为主干道 东西方向为支干道 A状态南北方向绿灯亮 东西方向亮红灯 此时东西方向有车等待通 过 而且南北方向直行绿灯已亮 满足规定时间间隔48s 控制器发 出状态转换信号ST 此时输出状态为S0 B状态南北方向黄灯亮 东西方向亮红灯 此时东西方向有车等待通 过 而且南北方向黄灯已亮 满足规定时间间隔4s 控制器发出状 态转换信号ST 输出状态为S1 C状态东西方向直行亮绿灯 南北方向亮红灯 此时南北方向有车等 待通过 而且东西方向直行绿灯已亮 满足规定时间间隔32s 控制 器发出状态转换信号ST 输出状态为S2 D状态东西方向亮黄灯 南北方向亮红灯 此时南北方向有车等待通 过 而且东西方向黄灯已亮 满足规定时间间隔4s 控制器发出状 态转换信号ST 输出出状态为S3 主控电路是由一个十进制计数器74LS160和一个译码器74LS138组成 的 使电路在A B C D四个状态之间来回的循环 如下图所示 主控电路山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告3 计数电路计数电路是由2个减法计数器74LS192和2个74LS32组成 的 当计数到输出0的时候 进行置位 并且当每次置数的时候会给主控 电路一个脉冲 使其改变状态 电路图如下计数模块4 显示模块显示模块分为数码管显示和LED灯 显示 数码管显示如下图所示山东科技大学电工电子实验教学中心创新性 实验研究报告数码管连接减法计数器的输出端 高位接高位 低位 接地位 数字随着时间 每秒变一次 LED的显示电路如图所示LED的显示电路山东科技大学电工电子实验 教学中心创新性实验研究报告 五 实验关键点主控制器和计数器必须使用同一脉冲信号 译码电路输出两组信号灯的控制信号 经驱动电路后驱动信号灯工 作 控制电路是系统的主要部分 由它控制计数电路和译码驱动电路的 工作能够实现交通灯四种状态的自动转换 控制器是交通管理的核心 它应该能够按照交通管理规则控制信号 灯工作状态的转换 六 实验结论通过分析交通灯控制系统的要求可知 整个系统主要 由秒脉冲信号发生器 计数器 控制器 译码显示器构成 驱动电路的工作 主控制器和计数器必须使用同一脉冲信号 译码电路输出两组信号 灯的控制信号 经驱动电路后驱动信号灯工作 控制电路是系统的主要部分 由