数电课程设计-交通灯.doc

《数电课程设计-交通灯.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《电工电子设计实验报告》课程名称：交通灯定时控制系统的设计、制作班级：2007级自动化一班姓名：陈艳学号：2007550301指导教师：刘勇实验时间：2009年11月目录一、内容摘要……………………………………………1二、实验设计要求……………………………………1三、设计原理…………………………………………1四、各个单元电路的设计……………………………………21、秒脉冲发生器的设计………………………………32、定时器的设计…………………………………43、控制器设计…………………………………54、显示译码器的设计………………………………

2、…6五、总设计电路图………………………………………7六、实验中的仪器与设备………………………………7七、设计过程中遇到的问题……………………71、仿真中的主要问题……………………………82、焊板子中的主要问题…………………………83、焊板子中的基本问题……………………………8..八、总结、心得与体会………………………………………………8九、附录…………………………………………………9交通灯定时控制系统的设计、制作一、内容摘要：在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮

3、，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，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。二、实验设计要求：设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。选做扩展功能：（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮

4、时间以秒为单位作减计数；（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。三、设计原理：（1）分析系统的逻辑功能，画出其框图交通灯定时控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则TL=0。TY：表示黄灯亮的时

5、间间隔为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，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。定时器甲车道信号灯秒脉冲发生器TLTYST译码器控制器乙车道信号灯图1交通灯控制系统原理框图（2）画出交通灯控制系统的ASM（算法状态机）图一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1：表1控制器状态信号灯状态车道运行状态S0(00)甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1(01)S3(11)S2(10)甲黄，乙红甲红，乙绿甲红，乙黄甲车道缓行，乙车道禁止通行甲车道禁止通行，乙

6、车道通行甲车道禁止通行，乙车道缓行控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；AR=1：甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮。由此得到交通灯的ASM图，如图2所示：ARBYSTAGBR01TYTL010011STTLARBGSTTYAYBRST图2交通灯控制系统的ASM图四、各个单元电路的设计①秒脉冲发生器的设计以555定时器接外接电路形成多谢振荡器，发出频率为1Hz的脉冲信号，

7、555定时器引脚图如图1所示，由脉冲频率公式：f=1／（R1+2R2）C㏑2题目要求f=1Hz，可选择R1=47K，R2=47K，C1=10μF，C2=10nF形成电路图如图2所示。图1图2②定时器的设计定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，先清零，然后在时钟上升沿作用下，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。实验中用到74LS163做为计数器，74LS163的引脚图如图3所示：图3定时器的逻辑电路如下图4所示：图4③控制器的设计控制器是交通管理的核心，它

8、应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从ASM图可以列出控制器的状态转换表，如表2所示：表2输入输出现态状态转换条件次态状态转换信号TLTYST00000101111110100X1XX0X10X1XX0X1