文档介绍：《电工与电子技术基础》课程设计报告
题目简易交通信号灯控制器
学院(部) 汽车学院
专业汽车运用工程
班级 22021003
学生姓名贾稳见
学号 2202100314
6 月 5 日至 6 月 12 日共 1 周
指导教师(签字)
一:主要技术指标和要求
(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、绿色发光二级管表示信号灯;
(4)设计计时显示电路。
二:摘要
在十字路口,交通信号灯发挥着重要的作用。本文要设计一个简易交通信号灯控制器,实现主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒,每次由绿灯变为红灯时,要有五秒黄灯作为过渡,并设计倒计时显示电路。分别用红黄色发光二极管表示信号灯。设计方案共分为四大模块: 1,;2,;3,;4,负载;5,,译码电路,数码管来实现主支干道上的倒计时显示。在此模块中显示控制器根据当前信号灯的状态,来控制定时器的工作状态,再经过译码,数码管显示来实现倒计时计数。
三:总体设计方案论证及选择
方案1:首先,利用555定时器组成的多谐振荡器产生1秒的脉冲,根据题目要求,选择5s作为计数器的脉冲,完成一个循环共需要80秒,所以选择16进制计数器,我选择74LS161四位同步二进制计数器(要达到这个目的需要用一个五进制计数器把多谐振荡器产生的1秒脉冲转化为5秒脉冲)。利用74LS161四个输出端输出四位二进制数,在相应的组合逻辑电路的控制下输出高电平或低电平来实现发光二极管的亮灭。然后,主支道上各设计一个显示电路,分别根据主,支干道上的信号灯状态来控制定时器工作状态,通过相应的译码器和数码管来达到相应的要求。
四:设计方案的原理框图
脉冲信号
T=1S

五进制计数器
显示控制电路
T=5s
74LS161计数器

定时电路

组合逻辑电路
译码电路
数码管显示
信号灯负载
简要说明:电路的脉冲信号由CB555定时器组成的多谐振荡器外接上合适的电容C和电阻R组成,可以产生T=1s的方波。经过波形变化后输入计数器74LS161,通过Q3Q2Q1Q0输出二进制数。在组合逻辑电路的作用下分别在产生高低电平控制发光二极管的亮灭,实现信号灯的功能。
②总体电路图

五: 单元电路设计
脉冲信号发生电路
由555定时器组成的多谐振荡器,也称无稳态触发器,不需要外加触发脉冲,就能输出一定频率的矩形脉冲(自激振荡)。下图是由CB555定时器组成的多谐振荡器。R1,R2,和C是外接元件。
多谐振荡器电路图
+Ucc
R1
7 8 4
6 3
CB555
2 1 5
2 1

R2 u0
uc
C
CB555定时器原理电路图

以后,他经过R1和R2对电容C充电,uc上升。当0<uc<Ucc/3时,触发器置1,u0为高电平电压(1)。/3<uc</3时,触发器保持状态不变,u0仍为高电平电压(1)。/3时,触发器置0,u0为低电平电压(0)。这时放电管Tp导通,电容C通过R2和Tp放电,uc下降。/3时,触发器置1,u0又由低电平电压(0)变为高电平电压(1)。这时放电管Tp截止,Ucc又经过R1和R2对电容C充电。如此重复上述过程,uo即为连续的矩形波,其周期T=1秒。
电路参数确定:
T=tp1+tp2=ln2(R1+2R2)C
要求T=1秒,选取R1=5KΩ R2= 5KΩ C=95uF;
将R1=5KΩ R2= 5KΩ C=360uF接入电路,即可以得到T=1秒的矩形波。
计数器电路
=1秒的脉冲变为T=5秒的脉冲。利用中规模集成计数器74LS290型异步二-五-十进制计数器来实现。74LS290 2-5-10进制计数器外引脚图及逻辑符号图如下:
外引脚图
逻辑符号图。CP1,CP0为CP输入;S9a,S9b,RoA,RoB为异步置数端;Q3Q2Q1Q0为输出端。
这里需要用到其五进制的功能,只输入计数脉冲CP1,有Q3Q2Q1输出,为五进制计数器。下图为五进制计数器状态分析及示意图。

计数顺序
计数器状态
CP1
Q3 Q2 Q1
0
0 0 0
1
0 0 1
2
0 1 0
3
0 1 1
4
1 0 0
5
0 0