彩燈課程設(shè)計(jì)--交通信號燈控制電路的設(shè)計(jì)

1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　報(bào) 告 題 目： 交通信號燈控制電路的設(shè)計(jì) </p><p>　　作者所在系部： 電子工程系 </p><p>　　作者所在專業(yè)： 通信工程 </p><p>　　作者所在班級：

2、 </p><p>　　作 者 姓 名 ： </p><p>　　作 者 學(xué) 號 ： </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： </p><p>　　完 成 時(shí) 間 ： 2009年6月26日 </p

3、><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　摘 要</b></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。</p><p>　　本課題要設(shè)計(jì)的是，交通信號燈控制電路，在主干道和支干道都設(shè)了紅，黃，綠三種信號燈。通過計(jì)數(shù)器和主控制器的調(diào)節(jié)和控制，紅

4、黃綠燈交替在不同的時(shí)間內(nèi)亮起，以此指揮交通。電路簡單思路清晰，控制簡單。</p><p>　　設(shè)計(jì)的信號燈主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道放行20秒，每次綠燈變紅燈時(shí)黃燈先亮5秒，此時(shí)原紅燈不變，而且是以十進(jìn)制數(shù)字遞增計(jì)數(shù)顯示放行和等待時(shí)間。</p><p>　　該電路在實(shí)際生活中應(yīng)用廣泛。</p><p>　　關(guān)鍵字 數(shù)顯 二極管 計(jì)數(shù)器 信

5、號燈 譯碼器 編碼器 數(shù)據(jù)選擇器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一．概述 1</b></p><p>　　二．方案設(shè)計(jì)與論證......................................................... 1</p>&l

6、t;p>　　三．單元電路設(shè)計(jì)與分析..................................................... 2</p><p>　　1. 主控制器 .............................................................. 2</p><p>　　2．計(jì)數(shù)器.... 3</p><

7、;p>　　3. 控制信號燈譯碼電路 ................................................... 4</p><p>　　四．總原理圖及元器件清單 .................................................. 5</p><p>　　1. 總原理圖 ..........................

8、.................................... 5</p><p>　　2. 工作原理 .............................................................. 5</p><p>　　3 元器件清單 ......................................................

9、......6</p><p>　　五．結(jié)論 .................................................................. 6</p><p>　　六．心得體會 ..............................................................6</p><p>　　參

10、考文獻(xiàn) ..................................................................7</p><p><b>　　一．概述 </b></p><p>　　通過NE555產(chǎn)生一個(gè)1HZ秒脈沖信號，將秒脈沖信號送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器由兩個(gè)74LS160和一些門電路組成，它根據(jù)切換時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換

11、信號，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。主控制器是由一個(gè)74LS160采用反饋歸零法構(gòu)成的四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，由輸出端得到所要求的四個(gè)狀態(tài)這四種狀態(tài)通過信號燈譯碼電路控制信號燈的亮滅。</p><p><b>　　二．方案設(shè)計(jì)與論證</b></p><p>　　有一個(gè)主干道和支干道的十字路口如圖示，每邊都設(shè)置了信號燈，在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮幾秒，以便讓停車線以外的車

12、輛停止運(yùn)行，因?yàn)橹鞲傻赖能囕v多，所以主干道放行時(shí)間長。</p><p>　　圖1十字路口示意圖 </p><p>　　要實(shí)現(xiàn)上述交通信號燈自動控制，則要求控制電路由時(shí)鐘信號器，計(jì)數(shù)器，主控制器，信號燈譯碼驅(qū)動電路，和數(shù)字顯示譯碼驅(qū)動幾部分組成，整機(jī)電路的原理如圖示</p><p>　　圖2交通燈控制器原理框圖</p><p>　　三．單元

13、電路設(shè)計(jì)與分析</p><p><b>　　1．主控制器</b></p><p>　　十字路口車輛運(yùn)行情況只有四種可能：1.主綠燈，支紅燈； 2.主紅燈，支黃燈3.主紅燈，支綠燈；4.主黃燈，支紅燈；四種情況循環(huán)反復(fù)，因此，要求主控制器電路也由四種狀態(tài)，設(shè)這四種狀態(tài)以次為S0,S1,S2,S3.</p><p>　　設(shè)S0=00,S1=01,S

14、2=10,S3=11.實(shí)現(xiàn)這四個(gè)狀態(tài)的電路，可用二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160實(shí)現(xiàn)，采用反饋歸零法構(gòu)成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即可從輸出端QA,QB得到所要求的4個(gè)狀態(tài)。邏輯圖如下。為以后敘述方便，設(shè)X1=QA,X0=QB. </p><p><b>　　圖3主控制器</b></p><p><b>　　2．計(jì)數(shù)器</b></p><p

15、>　　計(jì)數(shù)器有兩個(gè)作用：一個(gè)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)間的要求，進(jìn)行30秒，20秒，5秒三種方式的計(jì)數(shù)；二是向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。計(jì)數(shù)器除需要秒脈沖作時(shí)鐘信號外，還應(yīng)受到主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制。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30秒計(jì)數(shù)；30秒后產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S3，計(jì)數(shù)器開始5秒計(jì)數(shù)；5

16、秒后又產(chǎn)生歸零信號，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S2,開始進(jìn)行20秒計(jì)數(shù)；20秒后也產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S1，計(jì)數(shù)器又開始5秒計(jì)數(shù)；5秒后同樣產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，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)30秒，20秒，5秒計(jì)數(shù)的歸零信號分別為A,B,C,則

17、計(jì)數(shù)器的歸零信號L為： </p><p><b>　　L=A+B+C</b></p><p><b>　　圖4計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　3．控制信號燈的譯碼電路</p><p>　　主控制器的四種狀態(tài)分別要控制主，支干道紅、黃、綠燈的亮滅。設(shè)燈亮為1，燈滅為0，則控制信號燈的譯碼電路的真

18、值表如下。</p><p>　　四．總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　1．總原理圖</b></p><p><b>　　2．工作原理</b></p><p><b>　　3．元器件清單</b></p><p><b>　　2．工

19、作原理</b></p><p>　　兩個(gè)74LS160構(gòu)成計(jì)數(shù)器其輸出信號作為主控制器選擇器74LS153的輸入信號，并通過由74LS160構(gòu)成的狀態(tài)產(chǎn)生電路，產(chǎn)生00，01，10，11，四種狀態(tài)，其狀態(tài)又會反饋回74LS153以便選擇輸出所需信號，而74LS153的輸出信號反饋回信號作為計(jì)數(shù)器74LS160的置數(shù)控制信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三十進(jìn)制，五進(jìn)制，二十進(jìn)制，五進(jìn)制的循環(huán)計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)11，10，01

20、，00的循環(huán)最終經(jīng)過譯碼器74LS138譯碼輸出控制兩路路口同一時(shí)刻不同的紅黃綠交通燈明滅狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　3．元器件清單</b></p><p><b>　　表1 元器件清單</b></p><p><b>　　五．結(jié)論</b></p><p>　　課

21、程設(shè)計(jì)就是用我們學(xué)習(xí)到的理論知識結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)成一個(gè)有效，可行，適用的電子系統(tǒng)，來達(dá)到一個(gè)或多個(gè)實(shí)際需求的一種有目的的活動 </p><p><b>　　六．心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)自己第一體會到真正運(yùn)用自己所學(xué)知識的快樂，過程中自己也曾遇到過困難，挫折，但在合作伙伴幫助和自己努力下最終克服了種種困難。知識應(yīng)學(xué)有所用，理論聯(lián)系實(shí)際才能將我們

22、的才智發(fā)揮到極致。在這次實(shí)習(xí)中我了解了更多的軟件，其中包括Multisim和Proteus,并且能熟練操作該軟件，將會把其充分應(yīng)用于其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中，比如說模擬電子，數(shù)字電子，信號與系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)中，將抽象理論形象化，有助于理解，以便更快接受新知識，提高學(xué)習(xí)效率。</p><p>　　交通燈的設(shè)計(jì)中自己組雖然費(fèi)了一番力氣才得以設(shè)計(jì)出原理圖，但和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用還有一點(diǎn)距離，沒有切實(shí)的與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，在以后的生活中自己會

23、注重實(shí)際應(yīng)用與理論的結(jié)合，將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際生活中。</p><p>　　只有做過才會懂得，只有真的嘗試過才會體會到動手實(shí)踐的快樂，該課設(shè)過程進(jìn)一步激發(fā)了我對科研的興趣，同時(shí)也激勵(lì)我在以后的學(xué)習(xí)中儲備更多的知識。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版).北京:高等教育出