課程設(shè)計(jì)--交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞3</b></p><p><b>　　引 言3</b></p><p>　　一、交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求4</

2、p><p>　　二.交通信號(hào)燈基本原理及設(shè)計(jì)方法5</p><p><b>　　三、主控制器7</b></p><p>　　3.1 74LS90引腳排列圖與邏輯圖7</p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能.8</p><p><b>　　四、計(jì)數(shù)器9</b

3、></p><p>　　4.1計(jì)數(shù)器的作用9</p><p>　　4.2計(jì)數(shù)器的工作情況9</p><p>　　4.3控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表10</p><p>　　4.4置數(shù)電路11</p><p>　　4.5狀態(tài)譯碼電路13</p><p>　　五.譯碼顯示電路14&

4、lt;/p><p>　　5.1共陰極LED七段數(shù)碼管14</p><p>　　5.2 CD4511譯碼器14</p><p>　　六.555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路17</p><p>　　6.1 555定時(shí)器的引腳17</p><p>　　6.2 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器18</p><p

5、>　　6.3 555定時(shí)器工作原理19</p><p>　　七、交通燈信號(hào)燈控制總體框圖21</p><p>　　八.組裝和調(diào)試過程22</p><p><b>　　總 結(jié)23</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

6、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。23</p><p>　　交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由

7、于它的誕生，使城市交通大為改善。 </p><p>　　當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)， 多值化方向發(fā)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注.隨著社會(huì)的發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素,因此,有許多設(shè)計(jì)工作者為改善城市交通環(huán)境設(shè)計(jì)了許多方案,而大多數(shù)都為交通指揮燈,本電路也正是基于前人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的.全部有數(shù)字電

8、路組成,比較以前的方案更為精確。</p><p>　　關(guān)鍵詞：控制器 計(jì)數(shù)器 信號(hào)燈 譯碼電路</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國”的抱負(fù)到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過去時(shí)

9、，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。 </p><p>　　中國最早的馬路紅綠燈，是于1908年出現(xiàn)在上海的英租。 從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，

10、交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。</p><p>　　當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)， 多值化方向發(fā)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注.隨著社會(huì)的發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素,因此,有許多設(shè)計(jì)工作者為改善城市交通環(huán)境設(shè)計(jì)了許多方案,而大多數(shù)都為交通指揮燈,本電路也正是基于前人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改

11、進(jìn)的.全部有數(shù)字電路組成,比較以前的方案更為精確。</p><p>　　一、交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求</p><p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮是城市交通自動(dòng)化的重要課題。本課題利用數(shù)字路的基本知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的交通燈控制系統(tǒng)要求。</p><p>　　1.掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法，掌握一個(gè)大的系統(tǒng)中

12、各子系統(tǒng)之間的相互作 用和相互制約關(guān)系；</p><p>　　2.運(yùn)用數(shù)字電路理論知識(shí)自行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)較為完整的小型數(shù)字系統(tǒng)。通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路安排與調(diào)試、寫設(shè)計(jì)論文等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)的具體步驟和方法，提高分析問題和解決問題的能力，提高實(shí)際應(yīng)用水平；</p><p>　　3.學(xué)會(huì)用中規(guī)模器件設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的系統(tǒng)，并熟悉常用中規(guī)模器件的用法。</p><p>

13、;　　4.學(xué)會(huì)按照電路圖在面包板上合理布局使各器件在系統(tǒng)中的連線更簡單，清晰；</p><p>　　5.掌握連接實(shí)物圖的一般步驟和方法，學(xué)會(huì)系統(tǒng)安裝與調(diào)試的一般步驟和方法。</p><p>　　6.在實(shí)踐中運(yùn)用理論知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力；</p><p>　　7.主干道的通行時(shí)間長于支干道的通行時(shí)間；</p><p>　　8.每次由綠燈變?yōu)榧t

14、燈或由紅燈變?yōu)榫G燈的前5秒四個(gè)路口要亮黃燈以提示過往車輛及行人注意路燈變化，安全通行；</p><p>　　9.設(shè)計(jì)正計(jì)時(shí)30s、20s計(jì)時(shí)數(shù)碼實(shí)現(xiàn)電路，要求每秒鐘改變一次數(shù)字； </p><p>　　10．在一個(gè)主支干道的十字路口，東西和南北方向各設(shè)置一個(gè)紅，黃，綠三種顏色的交通燈。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行。在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮5秒鐘，以便讓后來車輛準(zhǔn)備停車。由于主干

15、道車輛較多，支干道車輛較少，所以要求主干道處于通行狀態(tài)的時(shí)間要長一些，為30秒；而支干道通行時(shí)間為20秒。</p><p>　　二.交通信號(hào)燈基本原理及設(shè)計(jì)方法</p><p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全通行。有一個(gè)主干道和一個(gè)支干道的十字路口如圖3-1所示。每邊都設(shè)置了紅、綠、黃色信號(hào)燈。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行，在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮幾秒鐘，以便讓

16、停車線以外的車輛停止運(yùn)行。因?yàn)橹鞲傻郎系能囕v多，所以主干道放行的時(shí)間要長。</p><p>　　路口交通指揮系統(tǒng)示意圖</p><p>　　設(shè)主干道通行時(shí)間為N1，干道通行時(shí)間為N2，主、支干道黃等的時(shí)間均為N3，按主支干道通行的時(shí)間來看，設(shè)置N1﹥N2﹥N3。系統(tǒng)工作流程圖如圖所示。</p><p><b>　　系統(tǒng)工作流程圖</b><

17、/p><p>　　要實(shí)現(xiàn)上述交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制，則要求控制電路由時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、主控制器、信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字顯示譯碼驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成，整機(jī)電路的原理框圖如圖所示。四個(gè)路口設(shè)有紅、黃、綠三色燈和兩位8421BCD碼的計(jì)數(shù)、譯碼顯示器。 </p><p>　　交通信號(hào)燈控制原理電路框圖</p><p>　　十字路口車輛運(yùn)行情況只有4種可能：1）設(shè)開始時(shí)主

18、干道通行，支干道不通行，這種情況下主綠燈和支紅燈亮，持續(xù)時(shí)間為30s。2）30s后，主干道停車，支干道仍不通行，這種情況下主黃燈和支紅燈亮，持續(xù)時(shí)間為5s。3）5s后，主干道不通行，支干道通行，這種情況下主紅燈和支綠燈亮，持續(xù)時(shí)間為20s。4）50s后，主干道仍不通行，支干道停車，這種情況下主紅燈和支黃燈亮，持續(xù)時(shí)間為5s。5s后又回到第一種情況，如此循環(huán)反復(fù)。因此，要求主控制電路也有4種狀態(tài)，設(shè)這4種狀態(tài)依次為：S0、S1、S2、S3

19、。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖所示。</p><p><b>　　三、主控制器</b></p><p>　　3.1 74LS90引腳排列圖與邏輯圖</p><p>　　十字路口車輛運(yùn)行情況只有4種可能，實(shí)現(xiàn)這4個(gè)狀態(tài)的電路，可用兩個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，也可用一個(gè)二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器或二進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。我采用二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90實(shí)現(xiàn)。</p><

20、;p>　　采用反饋歸零法構(gòu)成4進(jìn)制計(jì)數(shù)器,即可從輸出端QBQA得到所要求的4個(gè)狀態(tài)。圖4-1 74LS90管腳排列圖,邏輯圖如圖所示。為以后敘述方便，設(shè)X1=QB,X0=QA。</p><p>　　74LS90管腳排列圖</p><p><b>　　主控制器的邏輯圖</b></p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能.&l

21、t;/p><p><b>　　74LS90功能表</b></p><p>　　如表7 4LS90功能表：7 4LS90邏輯功能為</p><p>　　(1)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 </p><p>　　(2)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 </p&

22、gt;<p>　　(3)若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，</p><p>　　則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。</p><p>　　(4)若將CP1與QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端，</p><p>　　則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。</p>&

23、lt;p>　　(5)清零、置9功能。</p><p><b>　　a) 異步清零</b></p><p>　　當(dāng)R0(1)、R0(2)均為“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。</p><p><b>　　b) 置9功能</b></p><p&

24、gt;　　當(dāng)S9(1)、S9(2)均為“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA＝1001。</p><p><b>　　四、計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　4.1計(jì)數(shù)器的作用</b></p><p>　　計(jì)數(shù)器的作用有二：一是根據(jù)主干道和支干道車輛運(yùn)行時(shí)間以及黃燈切換時(shí)間的要

25、求，進(jìn)行30s、20s、5s 3種方式的計(jì)數(shù)；二是向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4.2計(jì)數(shù)器的工作情況</p><p>　　計(jì)數(shù)器除需要秒脈沖作時(shí)鐘信號(hào)外，還應(yīng)受主控制器的狀態(tài)控制。計(jì)數(shù)器的工作情況為：計(jì)數(shù)器在主控制器進(jìn)入狀態(tài)S0時(shí)開始60s計(jì)數(shù)；30s后產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S1

26、，計(jì)數(shù)器開始5s計(jì)數(shù)；5s后又產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S2，計(jì)數(shù)器開始20s計(jì)數(shù)；20s后也產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S3，計(jì)數(shù)器又開始5s計(jì)數(shù)；5s后同樣產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器回到狀態(tài)S0，開始新一輪循環(huán)。</p><p>　　根據(jù)以上分析，設(shè)30s、20s、5s計(jì)數(shù)的歸

27、零信號(hào)分別為A、B、C，則計(jì)數(shù)器的歸零信號(hào)L為：</p><p><b>　　L=A+B+C</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　A=S0 QC2= QC2 </p><p>　　B=S2 QB2 QA2= QB2 QA2</p><p>

28、　　C=S1 QB1 QA1+S3 QB1QA1= X0 QB1 QA1</p><p>　　考慮到主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為下降沿觸發(fā)，將L取反后送到主控制器的CP端作為主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)?？蛇x用集成異步十進(jìn)制加法記數(shù)器(74LS90)。圖5-1計(jì)數(shù)器。</p><p>　　圖計(jì)數(shù)器(利用74LS90正計(jì)數(shù)功能)</p><p>　　4.3控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值

29、表</p><p>　　主控制器的4種狀態(tài)分別要控制主、支干道紅、黃、綠燈的亮與滅。設(shè)燈亮為1，燈滅為0，則控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表。</p><p>　　表控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表</p><p>　　由燈控真值表可寫出六盞等的邏輯式,經(jīng)化簡獲的六盞燈邏輯式為：</p><p>　　由真值表得燈控函數(shù)邏輯表達(dá)式</p>

30、<p><b>　　—</b></p><p>　　R=QB r =Q B</p><p><b>　　＿</b></p><p>　　Y=QB QA y =QBQA</p><p>　?。撸?__</p>&

31、lt;p>　　G=QBQA g =QBQA</p><p><b>　　4.4置數(shù)電路</b></p><p>　　由真值表可分別寫出各燈的邏輯表達(dá)式：</p><p>　　R=S2+S3=X1X0+X1X0=X1</p><p><b>　　Y=S1=X1X0</b></

32、p><p>　　G=S0=X1X0 </p><p>　　r=S0+S1=X1X0+X1X0=X1</p><p><b>　　y=S3=X1X0</b></p><p><b>　　g=S2=X1X0</b></p><p>　　根據(jù)功能要求采用以下邏輯門電路構(gòu)成：</p

33、><p>　　門電路是數(shù)字邏輯電路的基本組成單元，門電路按邏輯功能可分為：與門、或門、非門以及與非門、或非門、異或門、同或門、與或非門。若按電路結(jié)構(gòu)組成的不同，可分為立元件門電路、CMOS集成門電路、TTL集成門電路等。各種集成門電路通常都封裝在集成芯片內(nèi)。此次設(shè)計(jì)采用的集成電路有74LS04、74LS00、74LS20、74LS10引腳排列圖如下圖所示 這些集成電路的封裝形式均為雙列直插式。為雙列直插式集成電路的右

34、下方通常是地線GND，左上方引腳一般是電源線VCC，其它引腳的用途如圖中符號(hào)所示，每個(gè)集成電路都有自己的代號(hào)，與代號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱形象地說明了集成電路的用途。如74LS00是二輸入端四與非門，它說明這個(gè)集成電路中包含四個(gè)二輸入端的與非門。74LS04、74LS00、74LS20引腳圖如下圖所示：</p><p>　　圖74LS04六非門內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖74LS00四入與非

35、門內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖7420四輸出與非門內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖74LS10三輸出與非門內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p><b>　　4.5狀態(tài)譯碼電路</b></p><p>　　根據(jù)燈控函數(shù)邏輯表達(dá)式,可畫出由與門和非門組成的狀態(tài)譯碼器電路,如圖所示。將狀態(tài)控制器，狀態(tài)譯碼器以及模擬三

36、色信號(hào)燈相連接，構(gòu)成三色信號(hào)燈邏輯控制電路，如圖所示。</p><p><b>　　圖 態(tài)譯碼電路</b></p><p><b>　　五.譯碼顯示電路</b></p><p>　　譯碼顯示電路主要是由共陰極LED七段數(shù)碼管，CD4511譯碼器組成。</p><p>　　5.1共陰極LED七段數(shù)碼管

37、</p><p>　　數(shù)碼管分為共陽極結(jié)構(gòu)和共陰極結(jié)構(gòu)。若顯示器共陽極連接，則對(duì)應(yīng)陽極接高電平的字段發(fā)光；而顯示器共陰極連接，則接低電平的字段發(fā)光。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)采用的是共陰極連接如圖</p><p>　　圖 共陰極數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　5.2 CD4511譯碼器</p><p>　　圖

38、CD4511管腳功能排列圖</p><p>　　1.以下介紹各引腳的功能：</p><p><b>　　其功能介紹如下： </b></p><p>　　BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。</p><p>　　LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1

39、，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 </p><p>　　LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。</p><p>　　A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 </p><p>　　a、b、c、d、

40、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　　2.數(shù)碼連接譯碼電路。</p><p>　　CD4511是一種BCD碼輸入端,其中D是高電位;a、b、c、d、e、f、g是輸出端,輸出高電平有效,和共陰極半導(dǎo)體發(fā)光數(shù)碼管各發(fā)光段的陽極引出線相互連接，下面是七段數(shù)碼顯示器管腳接法，CD4511和數(shù)碼管的管腳排列圖:</p><p>　　圖 段數(shù)碼顯示

41、器管腳接法</p><p>　　圖 數(shù)碼管連接電路圖</p><p><b>　　3. 真值表</b></p><p>　　共陽極數(shù)碼管的數(shù)字顯示真值表如下表所示</p><p>　　表 七段顯示譯碼電路真值表</p><p>　　六.555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路</p><p

42、>　　555定時(shí)器是種中規(guī)模集成電路，只要外部配上適當(dāng)阻容元件，就構(gòu)成脈沖產(chǎn)生和整形電路。</p><p>　　6.1 555定時(shí)器的引腳</p><p>　　時(shí)器555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列圖，如內(nèi)部電路圖，引腳排列圖。555定時(shí)器內(nèi)部含有一個(gè)基本RS觸發(fā)器，配個(gè)電壓比較器C1,C2,一個(gè)放電三極管T由三個(gè)5K的電阻的分配器，555定時(shí)器因此而得名一個(gè)輸出緩沖器G3。比較器C1的

43、參考電壓為2VCC/3加在同相輸入端C2的參考電壓為VCC/3加在反相輸入端，兩者均由分在器上取得。</p><p>　　圖 555的內(nèi)部電路圖</p><p>　　555定時(shí)器引腳排列圖</p><p>　　555定時(shí)器個(gè)引線端的用途如下：</p><p><b>　　1．1端為接地線；</b></p>

44、<p>　　2．2端為低電平觸發(fā)端，也稱為觸發(fā)輸入端。當(dāng)2端的輸入高電壓高 于VCC/3時(shí)，C2輸出為1；當(dāng)輸入電壓低于VCC/3時(shí)，C2的輸出為0，使基本觸發(fā)器置1；</p><p>　　3．3端U0為輸出端；</p><p>　　4．4端是復(fù)位端，當(dāng)=0時(shí)，基本觸發(fā)器直接置0，使Q=0，=1；</p><p>　　5．3端UDD 為電壓控制端，如果C

45、O 端另加控制電壓，則可以改變C1，C2的參考電壓。工作中不使用CO 端時(shí)，一般都通過一個(gè)0.01uF的電容接地，以防旁路干擾；</p><p>　　6．6端TH 為高電平觸發(fā)端，當(dāng)輸入電壓低于2VCC/3時(shí)，C1的輸出為1；當(dāng)輸入電壓高于2VCC/3時(shí)，C1的輸出為0，使基本觸發(fā)器置0，即Q0=0，=1，這時(shí)定時(shí)器輸出U0=0；</p><p>　　7．7端D為放電端。當(dāng)基本觸發(fā)器的=1

46、時(shí)，放電晶體管T導(dǎo)通，外接電容元件通過T放電；</p><p>　　8．8端VCC為電源端，可在4.3-1.6V范圍內(nèi)使用，若為CMOS電路，則VCC=3-18V。</p><p>　　表7-1 555定時(shí)器功能表，它全面表示了555的基本功能。</p><p><b>　　55定時(shí)器功能表</b></p><p>　

47、　6.2 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波的自激振蕩電路，由于矩形波包含和高次諧波成分，因此稱為多諧振蕩器。如圖7-3 555定時(shí)器圖7-4 波形圖采用555設(shè)計(jì)的多諧振蕩器及其工作波形，其振蕩頻率與實(shí)際的數(shù)字鐘頻率略有出入，但可以通過校時(shí)裝置校時(shí)。多諧振蕩器也稱無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)毋須外加發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）。用555實(shí)現(xiàn)多諧振需要外

48、接電阻R1，R2和電容C，并外接+3V的直流電源。只需在+VCC端接上+3V的電源，就能在3腳產(chǎn)生周期性的方波。</p><p>　　圖 本次設(shè)計(jì)的秒脈沖電路圖</p><p>　　6.3 555定時(shí)器工作原理</p><p>　　接通電后，它經(jīng)過電阻和對(duì)電容C充電，當(dāng)上升略高于時(shí)，比較器C1的輸出為“0”，將觸發(fā)器置“0”，為“0”。這時(shí)， ＝1，放電管T導(dǎo)通，電

49、容C通過和T放電，下降。當(dāng)下降略低于時(shí)，比較器C2的輸出為“0”，將觸發(fā)器置“1”，又由“0”變?yōu)椤?”。由于＝0，放電管T截止，又經(jīng)過和對(duì)電容C充電。如此重復(fù)上述過程，為連續(xù)的矩形波。</p><p>　　第一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)的脈沖寬度，即從充電上升到所需的</p><p>　　（＋）Cln2＝0.7（＋）C</p><p>　　第二個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)的脈沖寬度，即從放電下降到

50、所需的時(shí)間：</p><p><b>　　Cln2＝0.7C</b></p><p>　　振蕩周期 T=+0.7(＋2)C</p><p><b>　　振蕩頻率</b></p><p>　　占空比 </p><

51、;p>　　由式可得,占空比大于總是>%50。若設(shè)占空比=%50，又知交通信號(hào)燈的振蕩周期是1S，可得到本次所需要的元器件阻值：</p><p><b>　　.R1≈4.7KΩ</b></p><p><b>　　R2≈4.7KΩ</b></p><p><b>　　C1≈100uF</b>

52、</p><p><b>　　C2≈0.01uF</b></p><p>　　七、交通燈信號(hào)燈控制總體框圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)各部分功能可畫出交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)總體框圖：</p><p>　　圖 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　八.組裝和調(diào)試過程<

53、/b></p><p>　　在電路板上按整機(jī)框圖把主控制器、計(jì)數(shù)器、信號(hào)燈譯碼器、數(shù)子顯示譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器焊接好然后按以下步驟進(jìn)行調(diào)試：</p><p>　　1．秒脈沖信號(hào)發(fā)生器的調(diào)試，按照數(shù)字電子鐘的方法逐級(jí)調(diào)試振蕩電路和分頻電路，使輸出設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　2．將秒脈沖信號(hào)送入主控制器的CP端，觀察主控制器的狀態(tài)是否是按00、01

54、、10、11、00…的規(guī)律變化。</p><p>　　3．將秒脈沖信號(hào)送入計(jì)數(shù)器的CP端，接入主控制器的狀態(tài)信號(hào)X0、X1，并把主控制器的狀態(tài)信號(hào)送入主控制器的CP端，觀察計(jì)說器是否按30秒、5秒、20秒、5秒、30秒…循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　　4．把主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)X1、X0接至信號(hào)燈的譯碼電路，觀察6個(gè)發(fā)光二極管是否按設(shè)計(jì)要求發(fā)光。</p><p>

55、　　5．整機(jī)聯(lián)調(diào)，使交通信號(hào)燈控制電路正常工作。 </p><p>　　以上是本次設(shè)計(jì)的全過程，由以上分析知此設(shè)計(jì)所需材料有：3片74LS90、2片CD4511和2個(gè)共陰數(shù)碼管、1個(gè)555定時(shí)器、3片74LS04、1片74LS20、1片74LS00、1片74LS10、14個(gè)470 ohm電阻、2個(gè)4.7k電阻、6個(gè)390 ohm電阻、1個(gè)100UF電容、1個(gè)0.01UF 電容和導(dǎo)線若干。</p>

56、<p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我真正體會(huì)到了學(xué)有所用，同時(shí)也讓我更加深刻的了解數(shù)字邏輯電路的重要性，真正體會(huì)到一種共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的學(xué)習(xí)氣氛，一種大討論的學(xué)習(xí)氛圍。這次設(shè)計(jì)對(duì)我來說感觸最深的是，要做好一個(gè)設(shè)計(jì)，首先要了解每一個(gè)部分所涉及的知識(shí)點(diǎn)，掌握它的原理；同時(shí)要跟同伴們緊密聯(lián)系、加強(qiáng)合作，體會(huì)到一種合作意識(shí)。整個(gè)設(shè)計(jì)我都參與其中，

57、這令我的分析設(shè)計(jì)以及動(dòng)手能力有了很大的提高，培養(yǎng)了我思考問題的全面性；讓我明白，做學(xué)問要有一絲不茍的態(tài)度，遇到困難要有勇往直前的精神，做事情要有耐心和毅力，工作中要學(xué)會(huì)與人合作，認(rèn)真聽取他人意見，這樣做事情才會(huì)順手、順心，舉得事倍功半的效果。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 童詩白、華成英 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）》&