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電子技術(shù)課程設(shè)計報告 交通燈控制電路設(shè)計上海大學機自學院自動化系電氣工程專業(yè)姓名:學號:指導老師: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.對所使用芯片進行介紹:77.交通燈工作圖12四、實習小結(jié)151、 主要用途:有效管制交通、疏導交通流量、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)器能進行60進制、30進制以及5進制的減數(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,當進入黃燈模式,右邊的計數(shù)器進行5秒鐘的脈沖倒數(shù),當?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74LS169十進制計數(shù)器構(gòu)成三進制的加法計數(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.對所使用芯片進行介紹:(1)74LS192a.74LS192是同步十進制可逆計數(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 為可預置的十進制同步計數(shù)器,其管腳圖如圖所示:RCO 進位輸出端 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Y0Y7;A0,A1,A2以二進制形式輸入,然后轉(zhuǎn)換成十進制,對應相應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。在這次的實習中,由于數(shù)電是我們上一學期學習的課程,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
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