文档介绍：目录
1 选题背景 2
指导思想 2
方案论证 2
1 .3 基本设计任务 3
2 电路设计 3
3
3
3 各主要电路及部件工作原理 4
秒脉冲产生模块 4
分频模块 4
6
4 原理总图 8
5 元器件清单 8
6 调试过程及测试数据(或者仿真结果) 8
通电前检查 9
通电检查 9
9
9
9
结果分析 9
7 小结 9
8 设计体会及今后的改进意见 10
体会 10
本方案特点及存在的问题 10
改进意见 10
参考文献 11
正文
1 选题背景
社会在飞速发展,交通也越来越便利,各式各样的马路,立交桥纵横交错,其中必不可少的就是交通信号灯。在繁忙的十字路口,红绿灯指示着各种车辆和行人的安全,使交通井然有序,无需交警,交通信号灯的自动控制是通过计算机来实现的。现在,我国的一些城市已经运用计算机自动控制了,市交警管理工作逐步自动化智能化。为了更了解信号灯自动控制的基本原理,学****利用数字电子技术设计并制作自动控制装置的方法。可编程逻辑器件的大量应用,传统74系列标准逻辑器件在应用系统的设计中应用越来越小,但是数字电子技术作为理论基础原理并没有改变。因此,基本单元电路,基本功能模块及基本的分析方法仍然是本次设计的基本内容,本次设计主要是简易交通灯控制。这将有利于学生更好的掌握数字电路的设计方法,将数字电路和模拟电路融会贯通,提高解决实际问题的能力,同时也为更好的熟悉计算机和运用各程序打下良好基础。
指导思想
通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,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,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。
方案论证
提出方案
方案一:
采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲,然后分主干道和支干道两路,每一路的原理都相同;
控制电路:由一个双向移位寄存器74LS194的输出来实现状态控制电路。通过它的移位来实现红、黄、绿灯的转换以及计数电路的工作状态;
方案二:
采用555多谐振荡器来产生T=1s的CP脉冲,用异步二-五-十进制计数器实现5分频的功能,从而减少控制状态;
控制电路:采用移位寄存器74LS164芯片的输出与计数电路的逻辑关系来实现红、黄、绿灯的状态转换;
方案选择
本次设计我们采用方案二。对于方案一中的74LS194,要想实现红、黄、绿灯的转换;需要通过控制74LS194的S1、S0的状态来实现置数、保持、右移,而这三种状态的转换不易实现,相较而言,方案二比较合理。
基本设计任务
(1).定周控制:主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒;
(2).每次由绿灯变为红灯时,应有5秒黄灯亮作为过渡;
(3).分别用红、黄、绿发光二极管表示信号灯;
2 电路设计
,画出其原理框图如图1
主干道灯
交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要有秒脉冲发生器,分频器,控制器组成。秒脉冲发生器是该系统中控制器的标准时钟信号源。控制器是系统的主要部分由它来控制计数电路工作。
控制模块
分频模块
秒脉冲发生模块
支干道灯
图1
(1)主干道绿灯亮,支干道红灯亮。支干道禁止通行,绿灯亮足规定的时间间隔45s时,
转到下一个工作状态。
(2)主干道黄灯亮,支干道红灯亮。支干道禁止通行,黄灯亮足规定的时间间隔5s时,转到下一个工作状态。
(3)主干道红灯亮,支干道黄灯亮。主干道禁止通行,支干道的黄灯亮足规定时间间隔的5s时转到下一个状态。
(4)、主干道红灯亮,支干道绿灯亮。主干道禁止通行,支干道上的车辆允许通过绿灯亮足规定的时间间隔25s时,电路有转到第一种工作状态。
交通灯的以上四种状态是由控制器的移位寄存器74LS164芯片和一些门电路来进行控制的,具体介绍见后续控制器功能说明。
3各主要电路及部件工作原理
秒脉冲发生电路时由555定时器构成的多谐振荡器。因为控制系统是以秒作为单位,所以用秒脉冲发生器且对信号的精度要求不高,故选用555定时器构成。如图2所示:
555定时器周期计算:
T1=(R1+R2)Cln2=(R1+R2)C
T2=R2Cln2=
T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2=(R1+2R2)C