文档介绍：目录
1 引言 1
2 交通信号灯控制电路概述 2
交通信号灯控制电路两种工作方式 2
交通信号灯的总体逻辑框图 2
3 各单元模块 4
直流稳压电源 4
秒脉冲产生电路 4
分频器 5
十二进制计数器 6
逻辑控制电路 7
4 交通信号灯电路的仿真与调试 9
9
9
13
、原因分析及解决方法 13
5 设计总结 15
参考文献 16
附录I 17
附录II 18
1 引言
交通信号灯是交通信号中的重要组成部分,是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯(表示禁止通行)、绿灯(表示允许通行)、黄灯(表示警示)组成,分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别,是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发生,提高道路使用效率,改善交通状况的一种重要工具,适用于十字、丁字等交叉路口,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和行人安全有序地通行。设计出符合人们普遍要求及放心的产品具有重要的实际意义。
同时,设计该系统所应用的知识涉及范围广,通过设计可以牢固掌握所学理论知识,对电子信息工程专业的就业方向有初步认识,将理论与实际有机联系起来。
要求设计一个交通信号灯控制系统,能实现以下两个功能:
1. 信号灯白天工作
某方向绿灯点亮20秒,然后黄灯点亮4秒,最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间,另一方向红灯点亮。
2. 夜间工作
南北东西各方向黄灯亮,且每秒闪动一次。其它灯不亮。要求设置一个手动开关,用它控制白天和夜间工作方式。
如果以4秒作为时间计量单位,则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5:1:6。
从点亮要求可以看出,有些输出是并行的:如南北方向绿灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向黄灯亮。信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。
2 交通信号灯控制电路概述
交通信号灯控制电路两种工作方式
交通信号灯控制电路由两种不同工作状态组成,分别为白天工作方式和夜间工作方式。
白天时某方向绿灯点亮20秒,然后黄灯点亮4秒,最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间,另一方向红灯点亮。如果以4秒作为时间计量单位,则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5:1:6。从点亮要求可以看出,有些输出是并行的:如北方向绿灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向黄灯亮。夜间时南北东西各方向黄灯亮,且每秒闪动一次,其它灯不亮。需要设置一个手动开关,用它控制白天和夜间工作方式。信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟。信号灯指示灯白天点亮流程图如图2-1所示。
图 2-1 信号指示灯白天点亮流程图
南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮 5t
南北方向红灯亮,东西方向黄灯亮 1t
南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮 5t
南北方向黄灯亮,东西方向红灯亮 1t
交通信号灯的总体逻辑框图
交通信号灯的总体逻辑框图如图2-2所示:
东西信号灯
南北信号灯
系统电源
组合逻辑电路
十二进制计数器
工作方式控制开关
四分频器
秒脉冲产生回路
图 2-2 交通信号灯的逻辑框图
该电路由555定时器组成的多谐波振荡器、双74LS74组成的4分频器、74LS164组成的扭环型12进制计数器、逻辑控制电路、LED灯组成。
该系统的工作原理为,由555组成的多谐波振荡器产生1S的脉冲经过分频器得到4S的脉冲,4S脉冲进入计数器,当计数器产生相应的输出时,LED灯会随、的不同值产生变化。
3 各单元模块
直流稳压电源
5V
RL
7805
3300ufuf
220V
电源电路如图所示,220V交流电经变压器变为9V交流电,后经整流(全波整流)、滤波()、稳压(W7805)输出+5V直流电。电路如图3-1:
图 3-1 直流稳压源电路
秒脉冲产生电路
由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒倒计时,所以需要设计秒脉冲产生电路。秒脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路,它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路,也可以是用定时器555和电阻、电容组成的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周期方便,选择用555定时器组成多谐振荡器。
5KΩ
5KΩ
5KΩ
图 3-2 555定时器结构图