課程設(shè)計(jì)-- 簡易交通信號燈控制器

1、<p>　　《電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目 簡易交通信號燈控制器 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　交通運(yùn)輸是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力，日常出行也是我們生活中不可或缺的一部分。在確保十字路口的交通秩序工作中，信號燈扮演了極其重要的角色。交通信號控制系統(tǒng)是用來自動控制十字路口紅黃

2、綠三色的電子系統(tǒng)。 </p><p>　　交通燈簡易交通信號燈控制器利用555秒脈沖發(fā)生器提供秒脈沖CP信號，為計(jì)數(shù)器提供工作頻率。計(jì)數(shù)器由兩塊74LS190級聯(lián)構(gòu)成八位二進(jìn)制，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)數(shù)；顯示電路由兩個十六進(jìn)制數(shù)碼管構(gòu)成，可以顯示00-99之間的數(shù)字；控制電路由74LS161構(gòu)成的循環(huán)電路控制三種燈的開關(guān)；置數(shù)電路由相應(yīng)數(shù)量的74LS465與74LS138譯碼器構(gòu)成置位電路使得主干道在45-0秒為綠燈，5-0秒

3、時(shí)為黃燈，30-0秒時(shí)為紅燈，相應(yīng)的次干道與主干道相配合，在50-0秒時(shí)為紅燈，在25-0秒時(shí)為綠燈，在5-0秒時(shí)為黃燈，通過共用CP脈沖，實(shí)現(xiàn)對主干道與支干道交通信號燈的聯(lián)合控制。</p><p><b>　　關(guān)鍵字</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)原理，系統(tǒng)的關(guān)鍵字有以下幾個：</p><p>　　交通信號燈 秒脈沖 遞減計(jì)數(shù) 分時(shí)置數(shù)

4、 控制器</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　課題名稱以及設(shè)計(jì)要求…………………………………………………4</p><p>　　1.1課題名稱……………………………………………………4</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)要求……………………………………………………4</p><p

5、>　　系統(tǒng)概述…………………………………………………………………4</p><p>　　2.1總體方案的選擇………………………………………………4</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架……………………………………………5</p><p>　　2.3系統(tǒng)基本工作原理……………………………………………6</p><p>　　單元電路設(shè)

6、計(jì)與分析……………………………………………………7</p><p>　　3.1 秒脈沖發(fā)生器單元……………………………………………7</p><p>　　3.2倒計(jì)數(shù)以及顯示單元…………………………………………8</p><p>　　3.3 信號燈控制單元………………………………………………9</p><p>　　3.4 順序定時(shí)置數(shù)置數(shù)單元

7、………………………………………10</p><p>　　3.5 黃燈閃爍以及蜂鳴提示單元…………………………………12</p><p>　　系統(tǒng)仿真…………………………………………………………………13</p><p>　　4.1仿真說明……………………………………………………13</p><p>　　4.2 仿真示意圖……………………………

8、……………………14</p><p>　　系統(tǒng)綜述以及總體電路圖………………………………………………15</p><p>　　5.1系統(tǒng)綜述……………………………………………………15</p><p>　　5.2 總體電路圖…………………………………………………17</p><p>　　結(jié)束語…………………………………………………………………

9、…18</p><p>　　元件明細(xì)表………………………………………………………………18</p><p>　　7.1 元件明細(xì)列表………………………………………………18</p><p>　　7.2 元件說明……………………………………………………19</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………19&l

10、t;/p><p>　　收獲體會與總結(jié)……………………………………………………………20</p><p>　　9.1收獲體會……………………………………………………20</p><p>　　9.2問題反思以及對未來交通信號控制的思考……………………20</p><p>　　鳴謝…………………………………………………………………………21</p

11、><p>　　課題名稱以及設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　課題名稱</b></p><p>　　簡易交通燈信號控制器</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　簡易交通信號燈控制，主要實(shí)現(xiàn)功能如下：</p><p>　　1.

12、定周控制：主干道綠燈45秒，支干道綠燈25秒；</p><p>　　2. 每次由綠燈變?yōu)榧t燈時(shí)，應(yīng)有5秒黃燈亮作為過渡；</p><p>　　3. 分別用紅、黃、綠色發(fā)光二級管表示信號燈；</p><p>　　4. 設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)顯示電路。</p><p><b>　　功能擴(kuò)展：</b></p><p>

13、;　　黃燈亮的時(shí)候伴隨黃燈閃燈和蜂鳴提示；</p><p>　　考慮到主干道與次干道車流量的變化，為了人性化的控制交通信號燈，可以自由設(shè)定主干道和次干道各個信號燈的亮變時(shí)間，在0-99范圍內(nèi)變化。</p><p><b>　　系統(tǒng)概述</b></p><p><b>　　總體方案的選擇</b></p><

14、;p>　　經(jīng)過我們上網(wǎng)查資料以及在圖書館借閱相關(guān)的領(lǐng)域知識，我們得出以下三種可以實(shí)現(xiàn)本次課設(shè)目的的方案，方案如下：</p><p>　　方案一：由主控制電路和秒脈沖發(fā)生器組成，其中主控制電路包括：主控制器、清零裝置、驅(qū)動裝置、信號燈裝置及一些邏輯門。主控制器中采用兩塊74LS290二-五-十進(jìn)制來實(shí)現(xiàn)八十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。秒脈沖發(fā)生器由555秒脈沖發(fā)生器負(fù)責(zé)提供脈沖信號。接通電源瞬間，清零裝置將主控制器清零，緊接

15、著，主干道綠燈和支干道紅燈打開，其余主、支道燈關(guān)閉。秒脈沖傳送到控制器，主控制電路在45s到，50s到，75s到，80s到分別產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信號，從而改變 主、支道綠、黃、紅燈的開閉持續(xù)時(shí)間，繼而實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制。</p><p>　　方案二：由定時(shí)器NE555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，兩塊74LS192芯片級聯(lián)成61進(jìn)制倒計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器輸出的數(shù)據(jù)通過兩塊74LS48譯碼器和兩塊七段數(shù)碼管顯示出來。由倒計(jì)時(shí)器與邏輯

16、門構(gòu)成定時(shí)器，在每隔55秒或5秒輸出一個脈沖，觸發(fā)狀態(tài)控制器工作。狀態(tài)控制器控制著信號燈的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　方案三：主要有秒脈沖產(chǎn)生模塊，倒計(jì)時(shí)模塊，控制信號燈模塊，定時(shí)置數(shù)模塊構(gòu)成。秒脈沖產(chǎn)生模塊采用555定時(shí)器構(gòu)成的多謝震蕩器產(chǎn)生周期為一秒的脈沖，提供給計(jì)數(shù)器工作，達(dá)到計(jì)時(shí)的目的；倒計(jì)時(shí)模塊采用兩片74LS190級聯(lián)構(gòu)成一個倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的電路，通過使用來自秒脈沖的CP脈沖以及定時(shí)置數(shù)模塊的置數(shù)功能，來

17、完成倒計(jì)時(shí)并且實(shí)時(shí)顯示在LED數(shù)碼顯示器上；控制信號燈模塊，接收來自計(jì)數(shù)模塊倒計(jì)時(shí)為零時(shí)的信號，通過74LS161的循環(huán)計(jì)數(shù)功能，配合相應(yīng)的門電路完成三種信號燈之間的交替亮滅；順序置數(shù)模塊采用三片74LS465以及74LS138譯碼器組成，接收信號燈亮滅的信號來實(shí)現(xiàn)對計(jì)數(shù)器的置數(shù)。</p><p>　　方案三的思路比較清晰，里面的元器件自己在課堂上都比較熟悉，而且有很大的發(fā)揮空間，可以增加一些比較華麗的功能模塊，

18、綜合以上，我們最終選擇了方案三來作為我們本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終方案。</p><p><b>　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架</b></p><p>　　簡易交通信號燈控制系統(tǒng)主要有以下幾個重要的模塊夠構(gòu)成：1.秒脈沖產(chǎn)生模塊2.倒計(jì)時(shí)及顯示模塊，3.信號燈控制模塊，4.順序置數(shù)模塊，5.功能擴(kuò)展模塊（黃燈閃爍以及蜂鳴報(bào)警）；</p><p>　　本系統(tǒng)的總

19、體結(jié)構(gòu)框架如下圖所示：</p><p>　　圖2.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架圖</p><p><b>　　系統(tǒng)基本工作原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用主干道和支干道分開實(shí)現(xiàn)功能，但又相互配合的思路，用時(shí)間的相關(guān)性將主干道與支干道的信號燈的亮滅相聯(lián)系起來。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的要求：主干道綠燈45秒，支干

20、道綠燈25秒；每次由綠燈變?yōu)榧t燈時(shí)，應(yīng)有5秒黃燈亮作為過渡；則其時(shí)間循環(huán)圖如下所示：</p><p>　　圖2.2 主干道時(shí)間循環(huán)圖</p><p>　　圖2.3 支干道時(shí)間循環(huán)圖</p><p>　　對于其中一條干道，系統(tǒng)的工作流程圖如下所示：</p><p>　　圖2.4系統(tǒng)工作信號流程圖</p><p>　　系統(tǒng)

21、工作原理如下：初始狀態(tài)，對于主干道，計(jì)數(shù)器預(yù)置數(shù)45秒，在CP脈沖的作用下開始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)至零時(shí)，可以對信號燈控制電路產(chǎn)生一個上升沿的單脈沖，該脈沖將作為74LS161的脈沖輸入，完成一次計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對綠燈，黃燈和紅燈的亮滅的控制，此時(shí)紅燈亮，當(dāng)三種信號燈完成一次狀態(tài)變化時(shí)，將變化的信號傳送給74LS138譯碼器，由該譯碼器選中相應(yīng)的74LS465預(yù)置的倒計(jì)時(shí)數(shù)，并將該倒計(jì)數(shù)置給計(jì)數(shù)器74LS190，完成一次工作循環(huán)，然后是5秒的

22、黃燈，最后是30秒的紅燈。對于支干道而言，循環(huán)時(shí)間是50秒，25秒，5秒，其具體的循環(huán)過程與主干道一致。</p><p><b>　　單元電路設(shè)計(jì)與分析</b></p><p>　　3.1秒脈沖發(fā)生電路</p><p>　　秒脈沖發(fā)生電路是該系統(tǒng)的時(shí)間動力，提供計(jì)數(shù)器的工作時(shí)鐘頻率，從而完成倒計(jì)數(shù)模塊信號傳遞。</p><p

23、>　　秒脈沖發(fā)生電路時(shí)由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)是以秒作為單位，所以用秒脈沖發(fā)生器且對信號的精度要求不高，故選用555定時(shí)器構(gòu)成。其工作原理圖如下所示：</p><p>　　圖3.5 555秒脈沖發(fā)生器</p><p>　　555定時(shí)器周期計(jì)算：</p><p>　　T1＝（R1＋R2）Cln2=0.7(R1＋R2）C</p>

24、<p>　　T2=R2Cln2=0.7R2C</p><p>　　T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+2R2)C</p><p>　　555定時(shí)器組成的秒脈沖Cp的周期為1s，即T=1，所以可設(shè)置參數(shù)</p><p>　　R1= 57.72k R2=28.86k C=10uF

25、 Cf=10uF</p><p>　　說明：在電路仿真的過程中，為了保證仿真的準(zhǔn)確性，該模塊產(chǎn)生的脈沖信號可以由信號發(fā)生器來代替。</p><p>　　3.2倒計(jì)數(shù)以及顯示單元</p><p>　　十字路口要有數(shù)字顯示作為倒計(jì)時(shí)提示，以便人們更直接準(zhǔn)確地把握時(shí)間。具體工作方式為：當(dāng)某方向綠燈亮?xí)r，置顯示器為某值，然后以每秒減1計(jì)數(shù)方式工作，直到減到數(shù)為“0”，產(chǎn)生

26、一個標(biāo)志信號，控制十字路口綠、黃、紅變換，一次工作循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一個某方向的工作循環(huán)。</p><p>　　倒計(jì)時(shí)的顯示由四輸入的DCD—HEX數(shù)碼顯示，顯示計(jì)數(shù)器的輸出值。</p><p>　　有多種減法計(jì)數(shù)器可供選擇，例如74190，74191，74192，74193等等。在這里，計(jì)數(shù)器我們選用集成電路74190進(jìn)行設(shè)計(jì)，是比較簡便的。通過兩種接線我們來實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器，74190是

27、十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，它具有異步并行置數(shù)功能，保持功能。74190沒有專用的清零輸入端，但可以借助QA 、QB、QC、QD的輸入數(shù)據(jù)間接清零功能。功能表如下：</p><p>　　表3—1 74190的功能表</p><p>　　圖3.6 74LS190的管腳圖</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)45s/25s/5s的倒計(jì)時(shí)，需要選用兩個74190芯片級聯(lián)成一個從99倒

28、計(jì)到00的計(jì)數(shù)器。兩片計(jì)數(shù)器之間采用異步級聯(lián)的方式，利用個位計(jì)數(shù)器的借位輸出脈沖（RCO′）直接作為十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖（CLK），個位計(jì)數(shù)器輸入秒脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖。選用兩只帶譯碼功能的七段顯示數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)兩位十進(jìn)制數(shù)的顯示。D1﹑C1﹑B1﹑A和D0﹑C0﹑B0﹑A0是十位和個位計(jì)數(shù)器的8421BCD碼置數(shù)輸入端。由74LS190的功能表可知，該計(jì)數(shù)器在零狀態(tài)時(shí)RCO′端通過或門控制兩片計(jì)數(shù)器的控制端LOAD′（低電平有效），從而實(shí)現(xiàn)了

29、計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)至“00”狀態(tài)瞬間完成置數(shù)的要求。通過8421BCD碼置數(shù)輸入端，可以選擇100以內(nèi)的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)0~100秒內(nèi)自由選擇的定時(shí)要求。</p><p>　　其電路連接圖如下所示：</p><p>　　圖3.7倒計(jì)數(shù)以及顯示單元電路圖</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　每當(dāng)該模塊的計(jì)數(shù)

30、到01時(shí)候，通過或非門的連接可以得出以下的輸出信號：</p><p>　　即，未倒計(jì)數(shù)至01時(shí)信號輸出低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)至01時(shí)，產(chǎn)生高電平，由此過程產(chǎn)生一個上升沿的單脈沖，該脈沖傳送至下個模塊：信號燈控制芯片：74LS161，作為該芯片的工作時(shí)鐘。</p><p>　　3.3 信號燈控制單元</p><p>　　信號燈控制模塊，當(dāng)相應(yīng)的倒計(jì)時(shí)到00時(shí)，完成信號燈的轉(zhuǎn)換

31、，用于標(biāo)示交通路口的通行狀態(tài)。</p><p>　　本模塊采用74LS161芯片，配合相應(yīng)的門電路完成三種信號燈的輪流轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，通過反饋清零法，使該計(jì)數(shù)器工作在0000-0001—0010三個狀態(tài)循環(huán)每次接收到來自倒計(jì)數(shù)的一個脈沖，該計(jì)數(shù)器進(jìn)行一次計(jì)數(shù)。</p><p>　　G（1,0）=綠燈（亮，滅），Y（1,0）=黃燈（亮，滅），R

32、（1,0）=紅燈（亮，滅）；則其相應(yīng)的表達(dá)式為：</p><p><b>　　對于主干道：</b></p><p>　　G（0）=QA+QB；Y（1）=QA；R（1）=QB；</p><p><b>　　對于次干道：</b></p><p>　　R（0）=QA+QB；G（1）=QA；Y（1）=QB；

33、</p><p>　　其中，74LS161真值表如下表3-2所示：</p><p>　　表3-2 74160的功能表</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　該模塊接受的信號來自倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路的上升沿脈沖，傳出的信號000-001-010三個信號，傳送至定時(shí)預(yù)置數(shù)模塊。則該模塊的電路圖如下所示：

34、</p><p>　　圖3.8信號燈控制單元</p><p>　　3.4 順序定時(shí)置數(shù)單元</p><p>　　因?yàn)閿?shù)碼管每次顯示的時(shí)間是從不同時(shí)間基點(diǎn)開始的（主干道45、5、30，支干道50、25、5），所以必須要有一個順序定時(shí)置數(shù)單元，來控制當(dāng)某一個數(shù)碼管顯示“0”后，下一步要從哪個數(shù)字開始倒計(jì)時(shí)。在這里可以選擇74465來實(shí)現(xiàn)這一功能。</p>

35、<p>　　每個干道選用三片74465組成按順序定時(shí)置數(shù)的控制電路，三片74465輸入端分別以8421BCD碼的形式由按鍵設(shè)定主、支干道的通行時(shí)間和黃燈亮的時(shí)間。輸出端按照高、低位對應(yīng)關(guān)系并聯(lián)并按照Y8~Y1由高到低排列后，接到倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的置數(shù)輸入端。三片74465的選通控制端分別有對應(yīng)狀態(tài)的上一狀態(tài)選通（低電平有效），從而完成對倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)。每一組的三片74465中任何時(shí)刻只能有一片選通，其他兩片輸出端均處于高阻態(tài)

36、。這樣就完成了順序定時(shí)置數(shù)的功能。</p><p>　　其中，74465的功能表如下表所示：</p><p>　　圖3.8 74465的功能表</p><p>　　倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器與信號燈轉(zhuǎn)換器的配合主要靠順序定時(shí)置數(shù)控制電路。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，主干道的綠燈亮的時(shí)間是45秒，可以為第一個74465設(shè)置為01000101，黃燈亮的時(shí)間是5秒，則給第二個74465設(shè)置為0

37、0000101，紅燈亮的時(shí)間是30秒，則要給第三個74465預(yù)置為00110000；支干道的紅燈亮的時(shí)間是50秒，可以為第一個74465設(shè)置為01010000，綠燈亮的時(shí)間是25秒，則給第二個74465設(shè)置為00100101，黃燈亮的時(shí)間是05秒，則要給第三個74465預(yù)置為00000101，他們的順序由74LS138譯碼器來控制，74LS138的功能表如下表2-3所示。</p><p>　　表2-3 74LS

38、138的功能表</p><p>　　74LS138譯碼器接收來自三個信號燈變化狀態(tài)時(shí)的電平高低變化，如對主干道來說，綠燈時(shí)為000，黃燈時(shí)001，紅燈時(shí)010，經(jīng)74LS138譯碼器譯碼后分別選中第一第二第三片74465，進(jìn)而可以給倒計(jì)時(shí)電路預(yù)置初始的倒計(jì)時(shí)數(shù)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)該電路模塊的時(shí)候，為了方便以后調(diào)節(jié)時(shí)間，特別采用可以調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間的撥碼開關(guān)來控制所置的數(shù)，定時(shí)預(yù)置數(shù)功

39、能模塊的電路圖3.9如下所示：</p><p>　　圖3.9 定時(shí)預(yù)置數(shù)功能模塊電路圖</p><p>　　說明：該電路的信號來源來自于信號燈的控制電路，輸出的為倒計(jì)時(shí)電路提供與預(yù)置數(shù)，完成控制相應(yīng)燈的閃亮?xí)r間。</p><p>　　3.5 黃燈閃爍以及蜂鳴提示單元</p><p>　　我們要求黃燈點(diǎn)亮的時(shí)候，黃燈進(jìn)行閃爍，用于提醒交通通過者

40、，故用一個頻率為1Hz的脈沖與控制黃燈的輸出信號用一個與門連接至黃燈，即可實(shí)現(xiàn)黃燈閃爍的效果！</p><p>　　同時(shí)將黃燈的輸出信號接給蜂鳴器，即可在黃燈閃爍的同時(shí)使蜂鳴器發(fā)出聲響！提醒路人：黃燈亮了，請等一等！</p><p>　　如下為黃燈閃爍以及蜂鳴提示單元電路圖：</p><p>　　圖3.10黃燈閃爍以及蜂鳴提示單元電路圖</p><

41、;p>　　說明：該電路模塊的信號來源有黃燈的點(diǎn)亮信號控制，配合相應(yīng)的頻率發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)閃爍與蜂鳴報(bào)警的功能。</p><p><b>　　系統(tǒng)仿真</b></p><p><b>　　4.1 仿真說明</b></p><p>　　對于該電路的整體仿真，說明如下：</p><p>　　初始化時(shí)主干

42、道綠燈開始亮，時(shí)間為45秒，此時(shí)次干道紅燈亮，時(shí)間是50秒；當(dāng)主干道倒計(jì)時(shí)完成時(shí)，黃燈閃爍并且蜂鳴報(bào)警，此時(shí)次干道的紅燈仍然亮，時(shí)間剩余5秒；當(dāng)主干道的黃燈閃爍時(shí)間到零的時(shí)候，主干道的紅燈點(diǎn)亮，時(shí)間是30秒，次干道的綠燈點(diǎn)亮，時(shí)間是25秒；當(dāng)次干道的時(shí)間為零時(shí)候，其黃燈點(diǎn)亮閃爍并且蜂鳴報(bào)警，此時(shí)，主干道的紅燈仍然點(diǎn)亮，時(shí)間是5秒。</p><p>　　為了便于電路的仿真準(zhǔn)確性，秒脈沖發(fā)生裝置用信號發(fā)生器來代替，便

43、于電路的布局，增加了電路仿真的準(zhǔn)確性。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)仿真示意圖</p><p>　　1.循環(huán)過程一：初始化時(shí)，主干道顯示時(shí)間45秒，亮燈綠燈，次干道顯示50秒時(shí)間，亮紅燈，確保主干道上正常通行，次干道上禁行，其仿真結(jié)果如下圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 循環(huán)過程一初始化電路顯示仿真圖</p><p>　　2.

44、循環(huán)過程二：主干道顯示時(shí)間5秒，亮燈黃燈，次干道顯示5秒時(shí)間，亮紅燈，確保提醒主干道上注意“等一等”，次干道上禁行，其仿真結(jié)果如下圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 循環(huán)過程二電路顯示仿真圖</p><p>　　3.循環(huán)過程三：主干道顯示時(shí)間30秒，亮燈紅燈，次干道顯示25秒時(shí)間，亮綠燈，確保次干道上通行，主干道上禁行，其仿真結(jié)果如下圖4.3所示：</p><

45、p>　　圖4.3循環(huán)過程三電路顯示仿真圖</p><p>　　4.循環(huán)過程四：主干道顯示時(shí)間5秒，亮燈紅燈，次干道顯示5秒時(shí)間，亮綠燈，確保提醒次干道上注意“等一等”，主干道上禁行，其仿真結(jié)果如下圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4循環(huán)過程四電路顯示仿真圖</p><p>　　仿真說明：以上四個過程將完成該系統(tǒng)的一個循環(huán)，如果沒有人為的干涉，該系統(tǒng)將沿

46、著這樣的循環(huán)一直進(jìn)行下去；考慮到實(shí)際的情況并非總是主干道上的車流量大，可以進(jìn)行人為的干預(yù)，即通過改變定時(shí)預(yù)置樹模塊的預(yù)置數(shù)，重新設(shè)置主干道和次干道的時(shí)間分配，達(dá)到人性化的工作狀態(tài)。</p><p>　　系統(tǒng)綜述以及總體電路圖</p><p><b>　　5.1 系統(tǒng)綜述</b></p><p>　　本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要的特色在于將主干道和次干道的

47、控制進(jìn)行部分分開，即分開進(jìn)行控制，同時(shí)，他們兩個有緊密的聯(lián)系，通過公用秒脈沖信號，用時(shí)間的聯(lián)系將兩者緊密的結(jié)合起來。</p><p>　　所設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過將555多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖，該脈沖信號傳送至倒計(jì)時(shí)電路，該電路進(jìn)行倒計(jì)時(shí)并且將時(shí)間顯示，顯示到00時(shí)的信號傳送至信號燈控制電路，由該電路控制信號燈進(jìn)行有規(guī)律的交替的變化，變化瞬間產(chǎn)生的各個信號燈的電平狀態(tài)傳送至定時(shí)置數(shù)電路，由該電路完成對倒計(jì)時(shí)電路的置數(shù)功能，

48、從而形成一個干道完整的循環(huán)。</p><p><b>　　5.2總體電路圖</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　到這里，本交通信號燈的控制系統(tǒng)基本介紹完畢，該信號燈控制系統(tǒng)完整的完成了預(yù)期的目的：1. 定周控制：主干道綠燈45秒，支干道綠燈25秒；</p><p>

49、;　　2. 每次由綠燈變?yōu)榧t燈時(shí)，應(yīng)有5秒黃燈亮作為過渡；</p><p>　　3. 分別用紅、黃、綠色發(fā)光二級管表示信號燈；</p><p>　　4. 設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)顯示電路。</p><p>　　同時(shí)為使該系統(tǒng)更加的人性化，增加其面對多種情況的應(yīng)對策略，出色的完成了一些附加的功能，主要有：1.黃燈亮的時(shí)候伴隨黃燈閃燈和蜂鳴提示；2.考慮到主干道與次干道車流量的變化，為

50、了人性化的控制交通信號燈，可以自由設(shè)定主干道和次干道各個信號燈的亮變時(shí)間，在0-99范圍內(nèi)變化。</p><p>　　本系統(tǒng)的一大特色之處是，將主干道與次干道的控制既進(jìn)行了部分分開，避免了之間的相互干擾，同時(shí)也便于分開進(jìn)行控制，此外又將兩條干道進(jìn)行時(shí)間的緊密聯(lián)系，確保該信號燈控制系統(tǒng)，可以按照需要無誤的完成其指揮交通的功能。</p><p><b>　　元件明細(xì)表</b&g

51、t;</p><p>　　7.1 元件明細(xì)列表</p><p>　　表7-1 元件明細(xì)列表</p><p>　　圖7.1 由multisim輸出的元件清單圖</p><p><b>　　7.2 元件說明</b></p><p>　　1. 74LS190D為倒計(jì)時(shí)模塊的倒計(jì)時(shí)芯片，本系統(tǒng)中一共是

52、用了4個；</p><p>　　2. CMOS_5V,4002BD_5V為四輸入的或非門，一共使用了5個；</p><p>　　3. 74LS465N為定時(shí)置數(shù)模塊的預(yù)置數(shù)芯片，一共使用了6個；</p><p>　　4. 74STD,7404N為單輸入的非門，本系統(tǒng)一共使用了4個；</p><p>　　5. 74LS00D為兩輸

53、入的與非門，本系統(tǒng)一共使用了2個；</p><p>　　6 74LS161為計(jì)數(shù)器，用于控制信號的的轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)一共使用了2個；</p><p>　　7. CMOS_5V,4001BD_5V為兩輸入的或非門，系統(tǒng)一共使用了2個；</p><p>　　8. 74LS138為3-8譯碼器，用于選擇置數(shù)的定時(shí)預(yù)置數(shù)，一共使用了2個；</p>&l

54、t;p>　　9. 1000HZ的蜂鳴器使用率兩個，用于控制黃燈是的蜂鳴報(bào)警；</p><p>　　10 預(yù)置數(shù)的開關(guān)選擇，根據(jù)需要一共使用了48個；</p><p>　　11. 四輸入的數(shù)碼顯示管DCD_HEX，一共使用了4個，顯示主干道和次干道上的時(shí)間。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&l

55、t;p>　　[1]王連英主編. 基于Multisim10的電子仿真實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì). 北京市：北京郵電大學(xué)出版社，2009.08</p><p>　　[2]林濤主編.楚巖,田莉娟，林薇編著.數(shù)字電子技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2006（2007重?。?，2006年6月第一版</p><p>　　[3]袁宏，李忠波 等著.電子設(shè)計(jì)與仿真技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.4</p>

56、;<p>　　[4]劉福太主編.梁發(fā)麥、魏書田、林洪文編著.紅版電子電路.北京:科學(xué)出版社,2007</p><p>　　[5]劉修文編著.實(shí)用電子電路圖集.中國電力出版社.北京.2006.3</p><p><b>　　收獲體會與總結(jié)</b></p><p><b>　　9.1收獲體會</b></p&

57、gt;<p>　　通過這次的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我學(xué)到了許多之前課堂上沒有的實(shí)踐性的東西，同時(shí)也真正的體會到了數(shù)字電路的神奇之處。在整個課程設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到的不僅是書本上的知識理論，通過查閱資料，我更加明白了交通信號控制方面的一些前沿發(fā)展，增長了自己的見識，也學(xué)會了通過在圖書館查閱書籍和上網(wǎng)查詢一些有用的知識。</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，對于簡易交通指示燈，我們采用的方案也許不

58、是最佳的，但是這是我們努力的成果。在計(jì)數(shù)電路和顯示電路方面也可以用更方便的集成電路來替代，但由于時(shí)間緊迫，我們沒有完成。本次課程設(shè)計(jì)促使我們開動腦筋想出自己的方案, 鞏固和加強(qiáng)《模擬電子技術(shù)》 、《數(shù)字電子技術(shù)》課程的理論知識。不僅使我們知道課本上知識的原理,也使得我們對各種方案有進(jìn)一步的理解并進(jìn)行選擇。在做設(shè)計(jì)之前我們在圖書館找了大量的資料，并從中得到啟發(fā)進(jìn)一步得出自己的總體方案，我們對方案進(jìn)行了分塊，對單元電路也做了詳細(xì)的介紹。同時(shí)

59、我們也進(jìn)一步熟悉并掌握了Multisim軟件的應(yīng)用，對所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行了仿真，由于時(shí)間的限制在設(shè)計(jì)的某些方面設(shè)計(jì)的還不理想。</p><p>　　總之，這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了好多，更讓我體會到了做一件事要有毅力，更要肯動腦筋，多想方法，你會收獲頗多的。</p><p>　　9.2 問題反思以及對未來交通信號控制的思考</p><p><b>　　問題反

60、思</b></p><p>　　1.我們設(shè)計(jì)的僅僅是交通信號控制的干道信號控制，沒有涉及到人行道等的信號控制，功能并非是完善的。</p><p>　　2.精確度方面，我們設(shè)計(jì)的秒脈沖產(chǎn)生模塊，經(jīng)測試并非精確至一秒，存在時(shí)間的誤差，這與我們的設(shè)計(jì)簡單性可能有關(guān)，并非將諸多的因素考慮完全。</p><p>　　3. 各器件都有延時(shí)，可能會對電路有影響，實(shí)際應(yīng)

61、用中存在偏差，這與我們元器件的選取有一定的關(guān)系。</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　在這里，要首先感謝我們指導(dǎo)老師楊老師，楊老師非常的負(fù)責(zé)，為人和善，幫助我們解決了許多我們難以解決的問題；還要感謝我們組的兩名成員,這個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是我們團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果，我們在辛苦查閱資料的過程中鍛煉了自己的能力，更加明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性；還另外要感謝其