上海大学数字电子技术课程设计交通灯


    电子技术课程设计报告


    ——交通灯控制电路









    XX学机学院动化系
    动化 专业
    姓名
    学号
    指导老师
    2018年X月X日







    途:
    交通信号灯交通效制疏导交通流量提高道路通行力减少交通事明显效果
    十字交叉路口保证交通秩序行安全般条道路组红黄绿交通信号灯中红灯亮表示该条道路禁止通行黄灯亮表示该条道路未停车线车辆停止通行已停车线车辆继续通行绿灯亮表示该条道路允许通行交通灯控制电路动控制十字路口两组红黄绿交通灯状态转换指挥种车辆行安全通行实现十字路口交通理动化

    二 设计务求:
    设计干道支干道十字路口交通灯控制电路求:
    1般情况保持干道畅通干道路灯亮支干道红灯亮干灯亮时间少60 S
    2干道绿灯亮超60 S支干道车时干道红灯亮支干道绿灯亮支干道绿灯亮时间超30S
    3次干道支干道绿灯亮变红灯时黄灯先亮5S
    三设计思路步骤仿真调试
    设计分析
    分析知需交通灯四状态:
    a干道绿灯亮支干道红灯亮时干道允许车辆通行支干道禁止车辆通行干道绿灯亮够60秒控制器发出状态转换信号系统进入状态
    b干道黄灯亮支干道红灯亮时干道允许超停车线车辆继续通行未超停车线车辆禁止通行支干道禁止车辆通行干道黄灯亮够5秒控制器发出状态转换信号系统进入状态
    c干道红灯亮支干道绿灯亮时干道禁止车辆通行支干道允许车辆通行支干道绿灯亮够30秒控制器发出状态转换信号系统进入状态
    d干道红灯亮支干道黄灯亮时干道禁止车辆通行支干道允许超停车线车辆通行未超停车线车辆禁止通行支干道红灯亮够5秒控制器发出状态转换信号系统进入状态
    abcd四种状态次交循环达指挥交通功
    分析出交通灯系统脉信号模块交通灯模块控制模块倒计时模块四部分组成图1示


    干道

    A1 A2 A3


    控制
    模块
    倒计时
    模块
    脉信号模块
    发生器
    T0

    支干道

    B1 B2 B3



    图1 交通灯控制系统原理框图
    整系统核心利够进行60进制30进制5进制切换减法计数器译码器非门配合实现交通灯信号灯切换
    1脉信号模块
    信号产生采555定时器构成谐振荡器取R110kΩC210uF通
    f1tpL+tph≈143R1+2R2C21
    设计计算R2≈66kΩ处采100kΩ滑动变阻器
    设计图2示谐振荡器产生1Hz方波周期信号

    图2 谐振荡器
    2交通灯模块
    设干道红灯黄灯绿灯分A1A2A3支干道红灯黄灯绿灯分B1B2B3图3示
    图3 交通灯模块
    3控制模块
    74LS163N十进制计数器构成三进制加法计数器时非门控制三颜色交通灯亮灭
    74LS163NCP信号倒计时模块高位74LS192NBO控制倒计时高位产生位信号时通BO传74LS163N信号变灯
    令前述abcd四种交通灯状态次0001101174163NQAQB输出
    干道红灯黄灯绿灯分A1A2A3支干道红灯黄灯绿灯分B1B2B3真值表

    QB
    QA
    A1
    A2
    A3
    B1
    B2
    B3
    0
    0
    0
    0
    1
    1
    0
    0
    0
    1
    0
    1
    0
    1
    0
    0
    1
    0
    1
    0
    0
    0
    0
    1
    1
    1
    1
    0
    0
    0
    1
    0
    真值表化简信号灯逻辑表达式:
    A1QBA2QBQAA3QBQA
    B1QBB2QBQAB3QBQA
    采非门控制连接交通灯74LS163N图4:

    图4 74163N非门构成交通灯控制模块
    4倒计时模块
    倒计时模块减法计数器7段数码显示器组成
    十字路口交通灯数字显示倒计时便够更握时间具体工作方式:干道绿灯亮时显示器置60s然秒减1计数方式工作直减数00时变灯置05s执行秒减1减00变灯置30s递减次工作循环结束进入工作循环
    倒计时模块选两片74LS192级联通低位位端BO高位减数计数控制端DOWN连接构成减法计数器CP谐振荡器输出端接低位74LS192减数计数控制端DOWN控制
    预置端LOAD接高电时计数接低电时预置数工作开始时LOAD0计数器预置数置数LOAD变1计数器开始倒计时倒计时减数00时LOAD变0计数器预置数倒计时循环
    助两片74190位端BO实现门两BO连起接预置数端LOAD倒计时减数00时两BO均产生低电信号通门两片74190LOAD端置数
    四种状态置数相设高位74LS192N置数端次DHCHBHAH低位置数端次DLCLBLAL前述真值表8位置数端状态取值分析
    DH0CHA3BHQAAHB3
    DL0CLQABL0ALQA
    利信号灯74163N输出端信号结合非门控制置数端状态取值设计图5

    图5 减法计数器7段数码显示器构成倒计时模块




    三电路测试仿真

    状态a:


    符合设计求1:般情况保持干道畅通干道路绿灯亮支干道红灯亮干灯亮时间少60 S

    状态b:

    符合设计求3:次干道支干道绿灯亮变红灯时黄灯先亮5S
    状态c:

    符合设计求2:干道绿灯亮超60 S支干道车时干道红灯亮支干道绿灯亮支干道绿灯亮时间超30S
    状态d:

    符合设计求3:次干道支干道绿灯亮变红灯时黄灯先亮5S
    综述:该交通灯符合设计求
    四总结

    次数电设计挑战开始时完全没思路通网查阅文献理清设计程明白复杂功结构先分析设计模块模块分设计汇总
    设计时定解清楚芯片针脚功否会遇麻烦设计时74LS192芯片网资料够详细BO端口功清楚导致起初直减法计数器减0时BO直低电输出法设计置位端LOAD解BO端口计数器0时减1瞬间产生短暂负脉正利原理设计完成
    时采multisim14版原明bug调试带许问题设计图中倒计数模块门输出端接开关果掉开关直接导线连接会导致通电时计数器60跳59卡住工作加开关调试久发现解决办法
    总次数电项目设计课时学知识更深入认识更体会设计流程思路解设计时常遇问题解决方法

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    贡献于2021-07-15

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