交通信号灯的设计方法

交通信号灯控制电路设计任务与要求设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。实验设备数字双踪示波器74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容实验原理与实验电路实验原理简介实验电路主要由控制器、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，译码器输出组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。下面简要介绍个控制信号的意义：TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔是25秒，即两车道正常通行的时间间隔。定时器时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表示黄灯亮的时间间隔是5秒，定时时间到，TY=1.，否则，TY=0。ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由他控制定时器开始下个工作状态的定时。AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮；AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮；秒假设待交通蒸信号霞灯由涉四种狐状态夏组成淘：裳第一涉种状朱态：银甲车架道绿卧灯亮忆，乙失车道号红灯洋亮。有表示掩甲车桑道的幸车辆喜允许莫通行葱，乙皇车道仍的车佩辆禁牢止通债行。浊绿灯厦亮足陷够时走间间佣隔T淋L时复，控翅制器疯发出胸状态理信号迫ST希，转末到下成一个耗工作勤状态璃。漂二种跳状态愤：甲号车道妥黄灯德亮，迟乙车遍道红编灯亮纷。嫌表示川甲车元道上钟为过谊停车梢线的罩车辆桨停止黎通行悔，已弊过停掘车线沾的车胆辆继壁续通便行，籍乙车盛道禁寨止通证行。怠黄灯棍亮足昌够的碎时间纠间隔坏TY园时，故控制概器发第出状货态转哪换信需号S邻T，睬转到秒下一马个工像作状健态。气三种互状态柿：甲挖车道惧红灯剃亮，剥乙车滔道黄苍灯亮少。表放示甲外车道拴禁止足通行跟，乙转车道谢的车胸辆可宫以通既过。捐绿灯克亮足敢够规敏定时绞间间材隔时楚，控败制器勉发出阀状态遥转换裳信号糖ST昂，转顿到下貌一工奸作状显态。集四种赴状态异：甲采车道忽红灯宅来亮然，乙筝车道储黄灯馋亮。践表示杯甲车缎道禁码止通切行，敞乙车湾道未乌过停军车线盒的车估辆停圣止通咱行，苗已过械停车缺线的补车辆搞继续帝通行锦。蔽黄灯轮亮足匀规定魂的时胸间间驱隔T林Y时泛，控胖制器毛发出进状态桐转换库信号倚ST挪，系宪统又促转换俗到第桌一种情工作犁状态帝。轨通信宏号灯蚕以上寸四种拴工作皇状态添是由烟控制译器进仁行控夸制的纸。设抓控制穴器的巨四种啦状态玉编码禾为0费0、笼01工、1汪1、饮10室，分茶别用相S0隙、S咳1、拦S2仿、S夺3矛表示絮，则愈控制约器的粒工作芽状态焰即功钻能表黄如下糕所示铁：沙控制挥状态拣信号守灯状族态吧车道室运行续状态秤S0泰（0牵0）养甲绿洗，乙走红忌甲车袋道通碑行，擦乙车薯道禁松止通犁行泄S1句（0促1）因甲黄斧，乙个红映甲车随道缓劲行，蜻乙车和道禁洗止通病行佣S2袖（1切1）诚甲红萌，乙未绿蠢甲车闻道禁冶止通爽行兰，乙普车道预通行晨S2貌（1亿0）特甲红保，乙伸黄歉甲车次道禁苹止通宅行，聪一车盯道缓疗行润2．黄各单掩元电钟路的镇设计浮1）疑秒脉辣冲信雨号的枣设计看：肚设计午电路统图如贪下，妄选用捧LM咱55弊5C壤M晌芯片答，只暂要控轿制信盛号发槽生器泛的频升率、晋电压凶以及求电阻锹乘以岸电容界的值爪RC塔，在暖55咽5芯所片的间输出绸端职（2贡端）泪就能废得出零周期苍为一币秒的吊秒脉缴冲波蹄形，某该波门形就欧是系粒统中通定时酬器和印控制糕器的洲标准剧时钟鸟信号唯源，疤由他提控制疯定时邪器和彻译码贼器的洒工作后。位脑处抖俘乔服析开脉陈冲信咏号发扣生器炒2）魄定时扯器的丘设计戴：弟定时触器由禽于系回统脉笛冲（烂由时聋钟脉每冲产五生器捕提供瘦）同滩步的渠计数拔器构立成，绩计数锐器在系状态敬信号惯ST妥作用焰下，丸首先构清零羊，然萄后再例时钟妇脉冲量上升漠沿作常用下结，计兽数器暖从零帽开始白进行挎增1咽计数爸，向菜控制蜓器提煌供模帖5的越定时生信号郑TY债和模赌25兆的定冻时信祸号T必L。班计数魄器选神用集刑成电饺路7瓦4L镜S1裕63信设计津。7鄙4L存S1航63愉是4权位二峡进制糠同步捧计数弱器，讨它具境有同月步清胸零、剃同步祸置数悼的功抓能。锹74线LS潜16哗3的摇功能沫表裤如下污所示画：积输入慎输出郊CR府LD眨CT仆P某CT启T障C东P月D选A巴D相B阻D竞C乐D做D永QA普累QB轨采QC骨扩QD谋0筹×膀×趴×只↑极×虾×救×屈×寨0打邀0户口辽0搂铸0抢1霞催0寻哑院×萍×麦↑悲险A堤否伤B纤贤C翁罩亮D举A开虫B捏油C猴磨钳D砍1步洲1投敢戏1阔倦挡1建团刺↑昏×鸣×坐×畜×洪计数驱1永发1叨季慌0乡块恭×若↑她×论×得×授×响计数本1魔劳1培购摸×司免予0巷仰沿×劈×哀×朗×苗×率计数掠74街LS鼠的引有脚排床列图飘如下龄所示歉：值定时涛器的爱电路竿图如筛下所并示：梦其中困ST杨状态尊转换配信号葛由控精制器丹发出着，S毯T状辛态转突换信厚号经塞过一摆个非娱门后万，分望别接受到两慎片7谱4L删S1婚63兄的同睬步置怀零端熄（即公图中尿的C罗LR烦’骡端）专，两傲片的窃输入创端（胸即A践、B蹦、C桥、D掩端）避分别碑接地贞，种秒脉涝冲信型号发君生器军的输扑出秒惨脉冲高信号每分别佛接到缴两片励74话LS楼16脆3的恶CP帖信号倚端（日即图圆中的槽CL斯K端那），溜当控观制器今发来剪的S弹T信侦号为唐1时杀，S算T信狡号经亦过非增门后泉变为鉴0，即则两袜片7茅4L潮S1晓63偿的输抢出端敏输出液全为赤零，侍TY娇、T制L信报号为编零，璃当S质T信抽号变赴为1年后，纳开始监计数塘，当郑TL售、T束Y分赞别计哈时满辆25缴和5高秒后束，T关L，增TY速信号鸦送到骡控制壁器的龟输入折端，轰由控抚制器蛛控制粱定时劣器的界计数氧。纽定时坚器电杀路图敬定时吸器的岸状态光转换塔表如肥下所瞧示：咏ST届CP催的顺跪序灰第一掘片7玩4L枕S1羡63姿D狱披C林欺B盾秆A岔第二马片7架4L承S1偿63扯D界仙C愿宴B杨物计A恒TY暂TL慨0层0顷1窑2杏3详4孔5鬼6垃7欢8冶9犹10赏11趟12灿13熄14森15事16谦17颜18铸19赵20匀21点22妙23胜24监0哑游0吵静0骑浩0务0床损0蹈畏0诸耽0逝0椒蹈0傅杆0蜡宽0盐0刮达0鸡壁0依泛0趁0鸽挪0蛾吵0底藏0址0陪锋0制卡0套诊0忍0混幻0戒蕉0短弃0图0遮音0咱求0坛锤0逐0不汉0聋赛0稳肤0帖0范娃0场讯0芹坐0盏0万咏0记齐0革竹0苦汗0汇身0徐龙0鸟止0袍0摧券0悲箩0府义0晋0之倍0益常0祥夸0户0孩骡0治胖0田窜0触0集呼0捏泽0际棉0批0电缸0绵品0般窗1叉0案带0疑绳0防铲1讽0霞翼0粘研0昨植1芦0权眉0抽坏0泰子1良0握丛0仆抛0饺瓜1朽0牧豪0西辞0壳化1工0见躲0香哗0淡矮1猾0聋曾0乖焰0蕉蛮1俱0缴飘0漆挺0含以1耻0帐粒0欲躲畅0微突授0宰0装猎0傍在未0倾巴铃1战0平你0弱朋艳1返芹斥0纤0奸胞0贪辩寻1挠瞒糕1纲0扭侍1损伶纷0露夺原0敢0幕岛1笋恢呈0菊浆找1灵0颈私1筛用赤1竹动肾0萌0死称1遮架杨1归怪死1垮1氏帖0伪设萄0熟棒案0旦1乔爱0寺酸鲁0宝率欺1短1杨饭0皇为州1仆侨氏0帅1乘稳0郑颂婚1归磨杠1王1骂侧1从鼓翼0箩家暂0绳1泰塌1闸贿蝶0竿驴矮1古1协果1墨房面1脸界烛0复1愤币1驱漠之1民卫呢1裳0狗品0捉程瓣0亲引年0百0系疼0幻群验0使删奉1面0亡镜0盘席糊1县拦叔0食0辅福0博暮汤1怕雾碧1蒜0仆牛1木戴舌0袖涂旱0狱0菜名1射侨仓0民掉救1施0起必1践叉景1肃灯吧0臭0郊怒1纤搁恩1昂耳胆1苦1库酬0较膀抢0事异轻0贤0献0秋0雅0广1志0每0海0将0叫0挺0浆0碌0今0怕0追0烂0慕0俭0丛0碧0嫌0适0邀0于0啄0段0伞0瓦0乱1装1膏↑页0加符0历累0祸背0粗僚0岁晒0蹈题竖0职动态0育0笼捧0董3）仆控制逐器的爸设计泡：借控制惨器是节交通容管理握的的耻核心独，他骗应该化能够盛按照伏交通出管理听规则徒控制慨信号容灯工骂作状虏态的疲转换现来列题出状辉态转针换表妈。买控制比器要亭用到斑的芯吃片有涛74婶LS筋15订3、豪74应LS毛74杯。其热中7休41亿53曲为数限据选睬择器绿，其青功能宪表如崭下所叠示：妖暂奖刮挤该米输图入脸输出作俯四A1刻新狮A何0宋Q1睁Q2哑1贩喂筑0抢雄情0亡无夫0助欧训0团携抹0怒1C顽0纱2C公0算狠或0体泪锈0拴技姐促1奸1C斥1壳2C蓝1蜂样盯0胳帮于1惹香轰芬0命1C阶2阿2C谣2凳奶沫0激虎述1攀鼠箱败1看1C蝶3剩2C雄3宏`峡状态行转换葛表如赛下所嗓示，贫选用齿两个贿D触她发器单作为壶时序举寄存辣器产痕生4羡种状驼态，离控制位器状拌态转牢换的森条件做为T晌L和发TY班，当雷控制绑器处蒙于决状艳态时吧，如枪果T迈L=洒0，灰则控摧制器促保持欧在0塘0状畏态；萝否则创控制随器转舞换到润状态拥。这满两种崇情况扰与条驱件牲与T穷Y无穗关，痕所以史用无倦关项帅“言X沃”鹿表示蒙。当仇控制葬器处嘱于披状态杏时，槐如果渣TY垫=0仇，则兽控制西器保怒持在玩01支状态碑；否枕则控理制器狐转换摸到啊状诞态。滩这两嘱种状阀态与耽TL起无关才，所败以用真无关霉最小坚项界“泽X裂”敏表示牛。其匆他情罢况以凶此类争推，侵同时协表中圣还列希出了之状态鉴转换垒信号商ST挪。宣弹车网齿芒管仆控制递器状殊态转孩换表耽输入需输出缝现态东状态乡转换钞条件妥次态动状态素转换谷信号习TL蹦申诚TY吗ST尽0怪木氧0隙0谋俘鸟无x稠0聋应鹊跪0型述撒仍0怀0塘蔽浑0谦1灰苍脾韵x翠供0溪辣孝质1东豪念旋1归0崭越句1份x特予行0且各0阀受捕喷1究汉标部0毅0唇再抽1境x染执告毁1尼俗1稿松贴赠1然剥时输1灶1芳黄渡1威0盏驶宾x惰榴1估搬介摆1峡喂末挣0影1柄罩权1柱1能桨因胶x薄滋1阿泽锯钻0仪蚊邻胳1坦1洽貌强0尺x矩谷赏0纱春1弯促振敏0刮暂加肤0烟1甲队罪0挨x镇醒霜1捕汽0汪习粒赵0贺瞎融谢1红由状厌态转片换表雕可以窗推出除状态耕方程农和转腰换信蹲号方暴程，田其方央法是铲：将求、弟更飘抢和S价T为帅一的见项所椅对应塞的输晋入或虹状态忍转换铲条件坊变量通相与副，其杆中村“贯1松”舰用原糟变量各表示勉，都“帜0缎”颈用反眠变量桌表示卷，然电后将未各与野项相烈或，帆即可盲得到肥下面长的方势程：勾根据皮以上岁方程疑，选症用数秀据选张择器流74秘LS挣15认3来庸实现本每个尝D触碰发器堤的输调入函撇数，殊将触祖发器献的现邀态值滚加到蚀74富LS系15么3的终数据斤选择急器槽输入郊端作起为控丙制信钉号，产即可救实现涛控制帐器的缠功能前。控绞制器虏的逻怠辑图厨如下钳图所倾示，叛根据义状态傻方程雹，冤第一吸片7暂4L亦S1妨53启的输隙入端晋依次腥分别向为1善、T扮Y毅’下、T谢Y、卖0和基TL躁’锡、0涨、1恢、T莫L，兽输出板分别长接到闷D触孙发器岸的输录入端舟，D庆触发你器的低输出品端分题别为盯Q1摔、Q绪0吧。Q劝1、具Q0守即为湖译码浙器的榆的信哭号输准入端谋。根屿据信尤号转棚换方匙程可系知：岁第二叔片数徒据选昏择器晨的输滴入端怠分别国为T羽L、插TY船、T傅Y、菊TL循，输啊出端蛋即为翻控制供定时哑器电雪路的乒ST锄信号微。貌澡枣武糕辅侨浪删越枣怨获谣昌做控惕制器抛的逻讨辑图渡4）亏译码森器的奉设计革译码标器的柏主要拒任务注是将贪控制宁器的邻输出蜓Q1坊、聪Q0初的4蜜种工拖作状霉态，来译码雄成甲椅、乙潜两车够道上蝴6个沙信号锹灯的纺控制讽状态裙。控幸制器谜的状舞态编硬码与凯信号璃灯控疾制器逮之间协的关服系如满下表须所示事：碰角鲁不下谈屿尝浴撒控制革器状碗态编静码与摊信号匙灯关弹系表顾状态他Y0靠讨Y榨1们迈Y2据案Y给3胁AG伶妄A船Y酷汁A按R抄BG忠络B嫩Y导凡B突R毛00惭（S然0）严0庭善1贤砖展1膀闲组1亡1罪毫糟0酸论悬0次0木汇初0释枕再碰1婶01箱（S局1）禽1贱文兔0献挪戏1切秩1娇0醋约付1悼擦建车0央0适垦幻0厘王躬阳1添11管（S钞2）不1贴坝烈1俘和惧1每坡0挤0壁认邮0熔炼苦每1验1激竖刚0仙麻配虫0费10诉（S赛3）冷1班伍纳1砌凭岭0唱咳1词0稳悠暖0伟