数字电子技术:交通灯控制电路设计Word版

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1、课程设计报告课程名称: 数字电子技术 设计题目: 交通灯控制电路设计 院 系: 班 级: 设 计 者: 学 号: 指导教师: 整理为word格式目 录一、设计目的2二、设计要求和设计指标2三、设计内容23.1 总体设计23.1.1交通灯控制的实现23.1.2总原理图43.2 单元电路的设计53.2.1秒脉冲发生器53.2.2定时器53.2.3译码电路63.2.4控制器73.2.5显示部分93.3 仿真结果与分析10四、总结10五、主要参考文献11整理为word格式交通灯控制电路设计一、设计目的由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设

2、置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线内。实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。二、设计要求和设计指标(1)用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。(2)当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。(3)主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。(4)在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s的黄灯作为过渡,设置5s计时显示电路。三、设计内容3.1 总体设计3.1.1交通灯控制的实现交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、

3、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器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,控制区是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。整理为word格式秒脉冲发生器定时器控制器译码器甲车道信号灯乙车道信号灯图1 系统的原理框图设控制器的初始状态为S0,当S0的持续时间小于25秒时,TL=0,控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时,TL=1,控制器发出状态转换信号,并转换到下一个工作状态。如图2所示:TLAGBRSTSTAYBRTYARBYTYSTSTAGBRTL图2 交通灯的ASM图3.1.2总原理图整

4、理为word格式A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U174LS48A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U274LS48D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U374LS160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U474LS160+5V123U5:A74LS00121312U6:A74LS10+5V+5V12U7:A74LS0434

5、U7:B74LS0456U7:C74LS041X061Y71X151X241X332X0102Y92X1112X2122X313A14B21E12E15U874LS1531X061Y71X151X241X332X0102Y92X1112X2122X313A14B21E12E15U974LS153+5VD2Q5CLK3Q6S4R1U10:A74LS74D12Q9CLK11Q8S10R13U10:B74LS74123U11:A74LS08456U11:B74LS089108U11:C74LS08121311U11:D74LS08R1200C110nF+5V+5V+5VR2200R3200R4200

6、R5200R6200R7200D1LED-REDD2LED-REDD3LED-GREEND4LED-GREEND5LED-YELLOWD6LED-YELLOWR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U12NE555+5VC20.01uFC310uFR868kR915k?ABCDRSTCLKCE图3 总原理图3.2 单元电路的设计整理为word格式3.2.1脉冲信号发生器脉冲信号发生器由NE555电路及外围电路组成,其中R8、R9、C3 的电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=(R8+2R9)C2ln2当T=1S,即可凑出R8、R9、C3其中C3=0.01uF是为了保持输出的波形的稳定。 如图

7、4所示,R9、C3组成一个串联RC充放电电路,在NE555的7脚上输出一个方波信号,C3上得到一个三角波,此三角波送到NE555的2脚输入端,由NE555内部的比较器和门电路共同作用,维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。图4 脉冲信号发生器原理图3.2.2定时器定时器由与系统脉冲信号(由时钟脉冲产生器提供)同步的计数器构成,要求计数器在状态信号ST作用下,首先清零,然后在时钟脉冲上升沿作用下,计数器从零开始进行增1计数,向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。计数器选用集成电路74LS160进行设计。74LS160是十进制同步加法计数器,它具有异步清零、同步置数的功能。设计图

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