電子技術(shù)課程設(shè)計交通燈控制電路設(shè)計

電子技術(shù)課程設(shè)計報告 交通燈控制電路設(shè)計上海大學(xué)機自學(xué)院自動化系電氣工程專業(yè)姓名:學(xué)號:指導(dǎo)老師:徐美華目錄目錄2一、 主要用途：2二、 設(shè)計任務(wù)及要求：3三、設(shè)計思路步驟及仿真調(diào)試31.設(shè)計分析32.交通燈模塊：43.脈沖信號模塊54.減法計數(shù)器及數(shù)碼顯示管模塊55.控制模塊66.對所使用芯片進(jìn)行介紹：77.交通燈工作圖12四、實習(xí)小結(jié)151、 主要用途：有效管制交通、疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力、有利于減少交通事故。2、 設(shè)計任務(wù)及要求：設(shè)計一個主干道和支干道十字路口的交通燈控制電路，其要求如下： 1.一般情況下，保持主干道暢通，主干道路燈亮、支干道紅燈亮，并且主干燈亮的時間不少于60 S； 2.當(dāng)主干道綠燈亮超過60 S，且支干道有車時，主干道紅燈亮，支干道綠燈亮，但支干道綠燈亮的時間不得超過30S； 3.每次主干道或支干道綠燈亮變紅燈時，黃燈先亮5S。三、設(shè)計思路步驟及仿真調(diào)試1.設(shè)計分析計數(shù)器能進(jìn)行60進(jìn)制、30進(jìn)制以及5進(jìn)制的減數(shù)計數(shù)，在計數(shù)器與譯碼器及與非門的工作下實現(xiàn)交通燈信號燈的切換。有以下四個狀態(tài)：a.主干道綠燈亮，支干道紅燈亮，此時主干道允許車輛通行，支干道禁止車輛通行。當(dāng)主干道綠燈亮夠60秒后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。b.主干道黃燈亮，支干道紅燈亮，此時主干道允許超過停車線的車輛繼續(xù)通行，而未超過停車線的車輛禁止通行，支干道禁止車輛通行。當(dāng)主干道黃燈亮夠5秒后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。c.主干道紅燈亮，支干道綠燈亮。此時主干道禁止車輛通行，支干道允許車輛通行，當(dāng)支干道綠燈亮夠30秒后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。d.主干道紅燈亮，支干道黃燈亮。此時主干道禁止車輛通行，支干道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)支干道紅燈亮夠5秒后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。2.交通燈模塊：設(shè)主干道紅燈、黃燈、綠燈分別為X1、X2、X3；支干道紅燈，黃燈、綠燈分別為Y1、Y2、Y3，如下圖所示。 圖 交通燈模塊3.脈沖信號模塊因為T=1s所以通過1HZ的方波脈沖信號產(chǎn)生周期為1s的時鐘信號，如圖2.3所示。 圖2.34.減法計數(shù)器及數(shù)碼顯示管模塊 選用74LS192構(gòu)成減法計數(shù)器，當(dāng)進(jìn)入黃燈模式，右邊的計數(shù)器進(jìn)行5秒鐘的脈沖倒數(shù)，當(dāng)?shù)箶?shù)結(jié)束時BO端輸出一低電平信號，促發(fā)左邊的減法計數(shù)器進(jìn)入工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)交通燈的倒計時時間控制。圖2.45.控制模塊使用74LS169十進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成三進(jìn)制的加法計數(shù)器，同時組合74LS138數(shù)據(jù)選擇器及與非門控制三個顏色交通燈的亮與滅。圖2.56.對所使用芯片進(jìn)行介紹：(1)74LS192a.74LS192是同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示： 圖2.6.1（a）引腳排 圖邏輯符號圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。b.其功能表如下： 輸入 輸出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000 dcbadcba011 加計數(shù)011 減計數(shù)表5-2 74LS192的功能表(2)74LS160a.74LS160 為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計數(shù)器，其管腳圖如圖所示：RCO 進(jìn)位輸出端 ENP 計數(shù)控制端QA-QD 輸出端ENT 計數(shù)控制端CLK 時鐘輸入端CLR 異步清零端（低電平有效）LOAD 同步并行置入端（低電平有效） 圖2.6.2 b.74LS160功能表：(3)74LS138 a.74LS138 為3 線8 線譯碼器，其引腳排列及邏輯符號如下所示： A0A2：地址輸入端STA（E1）：選通端/STB（/E2）、/STC（/E3）：選通端（低電平有效）/Y0/Y7：輸出端（低電平有效）VCC：電源正GND：地A0A2對應(yīng)Y0Y7；A0,A1,A2以二進(jìn)制形式輸入，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，對應(yīng)相應(yīng)Y的序號輸出低電平，其他均為高電平； 2.6.3（a） 2.6.3 (b)b.74LS138真值表輸入輸出STA/STB/STCA2A1A0/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7HHHHHHHHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL7.交通燈工作圖狀態(tài)一：圖2.7.1符合設(shè)計要求1：一般情況下，保持主干道暢通，主干道路燈亮、支干道紅燈亮，并且主干燈亮的時間不少于60 S； 狀態(tài)二：圖2.7.2符合設(shè)計要求3：每次主干道或支干道綠燈亮變紅燈時，黃燈先亮5S。狀態(tài)三:圖2.7.3符合設(shè)計要求2：當(dāng)主干道綠燈亮超過60 S，且支干道有車時，主干道紅燈亮，支干道綠燈亮，但支干道綠燈亮的時間不得超過30S； 狀態(tài)四：圖2.7.4符合設(shè)計要求3：每次主干道或支干道綠燈亮變紅燈時，黃燈先亮5S。綜上所述：該交通燈符合設(shè)計要求?？倛D如下：圖2.7.5四、實習(xí)小結(jié)通過一周的電子技術(shù)課程設(shè)計，在不斷的努力嘗試和思考總結(jié)后，我完成了交通燈控制電路。在這次的實習(xí)中，由于數(shù)電是我們上一學(xué)期學(xué)習(xí)的課程，相較模電更為熟悉，在運用的過程中，更讓我感到親切，但這并不代表在實際的操作過程中遇到的困難比模電項目少。從網(wǎng)上的資料搜索到資料理解吸收再到電路的調(diào)試，每一步無不是一波三折的。但當(dāng)我一步一步最終完成整個設(shè)計后，我也得到了巨大的成就感。我第一次發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)的東西原來離這個社會這么近，通過自己的設(shè)計思維以及我現(xiàn)有的知識，我真正可以學(xué)以致用做出一有實際功能的電路，雖說只是模擬仿真，但這讓我感到很神