文档介绍：西北农林科技大学机械与电子工程学院
电子技术基础课程设计报告
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交通灯电路设计
姓名
专业年级 2004级机电(2)
指导教师
完成时间 2007年1月12日
成绩__________________
课题名称:
交通灯控制电路
设计要求以及内容摘要:
设计要求:
⑴用红、黄、绿三色发光管作为交通灯,传感器或逻辑开关作为检测车辆是否到来的信号
⑵由于主干道车辆多,而支干道车辆少,所以主干道常处于允许通行状态,而支干道有车来才允许通行。主干道和支干道红绿灯交替运行。
⑶当主干道和支干道均有通过时,两者交替通过:主干道每次放行24s,支干道每次放行20s,设置24s和20s计时电路;在每次由红灯转变为绿灯的过程中,要亮4秒黄灯作为过渡,设置4s的计时电路。
设计内容摘要:
⑴计时及显示电路;
⑵交替状态与主干道常绿状态选择电路;
⑶时间脉冲触发电路;
画出设计思路的系统框图,比较和选择系统的设计方案
绿灯变红灯亮黄灯过渡
主干道亮绿状支干道红绿状
主干道常绿状态
状态选择电路
20S计时电路
4S计时电路
4S计时电路
24S计时电路
触发电路
支干道亮绿灯主干道红绿灯
设计思路的系统框图: 图一、系统框图
支干道有车通过
比较和选择系统的设计方案
⑴计时及显示电路
计时电路
方案1
顺计时
方案2
倒计时
74LS190、
74LS191、74LS192
74LS160、74LS161、74LS190、191、192、
计时电路可选用两种方案:
方案1顺计时、方案2倒计时
根据实际需要采用倒计时显示时间,能更好的提示车辆启动或停止,更符合人性化的要求。
采用倒计时用置数法更简单,选用功能熟悉的74LS192。
图二
⑵交替状态与主干道常绿状态选择电路:
由设计要求,当主干道和支干道均有通过时,两者交替通过,而主干道常处于允许通行状态,所以交替一个循环后,主干道处于允许通行状态。整个控电路只有“交替状态”与“主干道常绿状态”两个状态, “主干道常绿状态”转变为“交替状态”的条件是主干道和支干道均有通过时,即:在主干道绿灯且支干道有车通过时,进入“交替状态”。
“主干道常绿状态”转变为“交替状态”的选择电路可以有两种思路:
思路一、74LS192由置数状态转变为减数状态;
思路二、通过控制触发脉冲控制状态转变;
⑶时间脉冲触发电路
选择晶振电路或555定时电路设计多谐振荡器,74LS160分频。
单元电路设计,参数计算和器件选择
⑴计时及显示电路
采用倒计时用置数法更简单,选用74LS192
表1 74LS192的功能表
输入
输出
说明
CR
~LOAD
UP
DOWN
ABCD
Q1Q2Q3Q4
1
*
*
*
****
****
异步清零
0
0
*
*
abcd
abcd
异步置数
0
1
↑
1
****
加计数
加法
0
1
1
↑
****
减计数
减法
①计时电路
24S计时电路初始状态置数为“2”和“4”当~LOAD由置数状态变为计数状态(0 变1)时,UP端置1,DOUN输入脉冲时开始减数,当减到“0”时,借位端OB端输出为1。连接电路见(图三)
图三计时电路
20s和4S计时电路可同理设计,将其分别串联即得到计时电路。
②显示电路:
用红、黄、绿三色发光管作为交通灯。主干道常处于允许通行状态,亮绿灯;两者交替通过时,主干道每次放行24s,支干道每次放行20s,设置24s和20s计时电路;在每次由红灯转变为绿灯的过程中,要亮4秒黄灯作为过渡,设置4s的计时电路。
数码管直接接在相对应的74LS192的输出端,显示倒计时时间。注意引脚对应,避免显示出错。
图四、显示电路
⑵交替状态与主干道常绿状态选择电路:
图五、状态选择电路
支干道车辆通过信号由逻辑开关J4模拟,A端输出状态选择信号,B端输出主干道常绿信号,C端为交替循环结束信号,D端输入计时脉冲。
只有B端输出为高电平时,即主干道为绿灯时,J4触发才有效,使T-FF输出Q反转,A端输出计时脉冲;~Q为高电平D端输入计时脉冲有效。
⑶时间脉冲触发电路
触发电路的建立,“Tools”中选择555建立调用模块,设定参数为100Hz;然后用74LS160分频两次就得到1Hz的脉冲。
图六时间脉冲触发电路
电路图及工作原理
工作原理:
⑴利用74LS192的减法计数功能计数。
采用置数法由两片74LS192级联组成24和20的