数电交通灯课程设计报告

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1、数字电子技术实训报告设计课题：交通灯控制电路小组成员：王保坤，胡盛伟，李文强，姜驰班级：10电42学院：电气工程及自动化13目录一设计总体思路及框图二各单元电路及说明l秒脉冲信号发生器与分频电路l绿、黄和红灯控制电路l数字显示电路三总电路图四设计总结与体会五附录（器件清单）六参考文献13交通灯逻辑控制电路设计一设计总体思路及框图交通灯在实际应用当中，红灯亮时，禁止通行；绿灯亮时，则允许通行；黄灯亮时，则提示司机将行驶中的车辆减速并准备停下来。一般交通灯控制电路主要由定时器、控制器、译码和显示几个部分组成。设计十字交叉路口的两条道路分别为东西向和南北向，东西向和南北向的

2、红、绿、黄三色信号灯是相互关联的。分析交通灯的点亮规则，可以归结为：东西向绿灯亮时，南北向红灯亮；东西向黄灯亮时，南北向红灯还要亮；东西向红灯亮时，南北向绿灯亮，或者南北向黄灯亮。因此，可以得到其工作时序，即南北向红灯亮的时间是东西向绿灯和黄灯亮的时间之和；东西向红灯亮的时间是南北向绿灯和黄灯亮的时间之和；东西向、南北向的红灯、绿灯和黄灯不能同时亮。根据设计任务和要求，而确定交通灯控制器电路的系统工作框图如下1-1。通过主控制计数器（74LS164）控制电路的运作和红绿黄灯三种信号灯的转换，用两条Q4Q5输出取四种状态。秒脉冲发生器产生整个系统的脉冲，通过四片减法计数

3、器（74LS192）达到控制东西方向和南北方向每种工作状态的持续时间的十位和个位。减法计数器的借位端为主控制电路翻转的脉冲信号来完成状态的改变，同时主控制电路的输出状态又控制了减法计数器的下次计数的初值。采用译码器（74LS48）译码。减法计数器的十位和个位分别接译码器和静态数码管来显示时间的倒计时。13系统工作框图南北方向干道交通信号灯东西方向干道交通信号灯译码.显示交通信号灯状态控制电路减法计数器主控制电路预置数控制脉冲图1-1总框图13二各单元电路及说明l秒脉冲信号发生器与分频电路设绿、黄、红灯亮的时间分别为20S、4S、24S，因为它们的时间之比为5：1:6，

4、可以利用4S作为一个状态单位，每次工作状态的循环周期为12。秒脉冲信号发生器可以用555定时器电路构成，根据1S的周期设计RC的参数。为了表示12种状态，选用74LS164八位移位寄存器组成扭环形十二进制计数器。Q4/Q5作为输出信号，通过逻辑电路控制LED组成的交通灯。定时电路如图2-1所示。秒脉冲分频电路，由74LS74构成，秒脉冲信号经过4分频电路形成周期为4S的脉冲信号，并将其作为一个单位时间连续后续的控制电路。秒脉冲信号用于计数电路的时钟脉冲，另外也可以控制信号灯（如黄灯）的闪烁。秒脉冲分频电路如图2-2所示。图2-1定时电路13计算555定时器的RC参数，

5、连接电路并调试，在输出端（3脚）测量脉冲信号，要求4S输出一个脉冲信号。在74LS164连接时，其第2脚、第9脚接高电位。表2-1是结合74LS164八位移位寄存器组成的扭环形十二进制计数器时的输出一两个路口的红、绿、黄三色信号灯的工作状态，所设计出的计数器的输出及交通灯状态表，规定交通灯亮为1，不亮为0。表2-1计数器输出及交通灯状态表CP计数器输出东西方向南北方向Q0Q1Q2Q3Q4Q5绿黄红绿黄红000000000110011000000011002110000001100311100000110041111000011005111110001010611111

6、1100001701111110000180011111000019000111100001100000111000011100000101000113由表2-1可得的逻辑表达式为：东西（绿）=Q4Q5，东西（黄）=Q4’Q5，东西（红）=Q5’，南北（绿）=Q4’Q5’，南北（黄）=Q4Q5’，南北（红）=Q5。图2-2秒脉冲分频电路13l绿、黄和红灯控制电路图2-3是交通灯控制电路，控制器由74LS164移位寄存器组成环形计数器，经过74LS08和74LS04组成的译码电路，输出十字路口南北、东西两个方向的绿、黄和红灯的控制信号。南北方向的黄灯、红灯的控制信号同时

7、输出A、B控制信号，控制东西方向的计时显示；东西方向黄灯、红灯的控制信号也同时输出C、D控制信号，控制南北方向的计时显示。电路设计的要点是主控电路，主控电路的输入来自24S、20S、4S三个定时信号。它的输出一方面经译码后分别控制东西、南北两条道路的个单个信号灯，另一方面控制时间显示电路的启动。显示部分实际是一个计数控制电路，如绿灯亮时，使减计数器开始工作，每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为0。计数器通过BCD-七段译码器和LED显示器，显示当前数值。图2-3绿、黄和红灯控制电路13l数字显示电路图2-4是交通灯数字时间显示电路，计数器采用可