交通燈控制的邏輯電路設(shè)計(jì)資料

1、交通燈控制的邏輯電路設(shè)計(jì)一概述 伴隨著社會(huì)的發(fā)展以及人類生活水平的提高,汽車(chē)的數(shù)量在不斷的增加,交通的問(wèn)題日益突出，單單依靠人力來(lái)指揮交通已經(jīng)不可行了,所以，設(shè)計(jì)交通燈來(lái)完成這個(gè)需求就顯的越加迫切了.為了確保十字路口的行人和車(chē)輛順利、暢通地通過(guò),往往采用電子控制的交通信號(hào)來(lái)進(jìn)行指揮。以下就是運(yùn)用數(shù)字電子設(shè)計(jì)出的交通燈：其中紅燈亮,表示該條路禁止通行;黃燈亮表示停車(chē);綠燈亮表示允許通行.交通燈控制器的系統(tǒng)框圖如下:系統(tǒng)框圖(a二交通燈的組成和原理一個(gè)用來(lái)指揮車(chē)輛順利、暢通通過(guò)十字路口的裝置交通燈.它可以顯示車(chē)輛通行和等待的時(shí)間,以便車(chē)輛更有秩序的通過(guò).一個(gè)交通燈應(yīng)包含以下幾個(gè)基本的部分:1. 秒

2、脈沖和分頻器因十字路口每個(gè)方向綠、黃、紅燈所亮的比例為5:1:6,所以,只要用4秒為單位時(shí)間,則計(jì)數(shù)器每四秒輸出一個(gè)脈沖.這一電路的實(shí)現(xiàn)就要用到秒脈沖和分頻器.2. 控制器這是交通燈的核心部件.由波形圖圖（b）可知、計(jì)數(shù)器每次工作循環(huán)為12所以可以選用12進(jìn)制計(jì)數(shù)器.此設(shè)計(jì)選用中規(guī)模74LS164八位移位寄存器組成的扭環(huán)形12進(jìn)制計(jì)數(shù)器.其狀態(tài)表如圖(c所示控制器波形圖(bt計(jì)數(shù)器輸出南北方向東西方向Q0Q1Q2Q3Q4Q5NSGNSYNSREWGEWYEWR00000001000011100000100001211000010000131110001000014111100100001511

3、111001000161111110011107011111001100800111100110090001110011001000001100110011000001001010圖(c根據(jù)狀態(tài)表我們不難列出東西方向和南北方向綠、黃、紅燈的邏輯表達(dá)式:東西方向:綠: EWG=Q4*Q5;黃: EWY=Q4*Q5;紅: EWR=Q5;南北方向:綠: NSG=Q4*Q5;黃: NSY=Q5*Q4;紅: NSR=Q5;3. 顯示部分顯示控制部分,實(shí)際是一個(gè)時(shí)控電路.當(dāng)紅燈亮?xí)r,使減法計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作(用對(duì)方的紅燈信號(hào)控制,每來(lái)一個(gè)秒脈沖,使計(jì)數(shù)器減1,直到計(jì)數(shù)器為”0”而停止.譯碼顯示用74LS248

4、BCD碼七段譯碼器,顯示器用LC501111共陰極LED顯示器,計(jì)數(shù)器采用可預(yù)置加、減法計(jì)數(shù)器74LS168.4. 手動(dòng)/自動(dòng)控制,夜間控制部分此部分用選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行.置開(kāi)關(guān)在手動(dòng)位置,輸入單次脈沖,可使交通燈處在某一位置上,開(kāi)關(guān)在自動(dòng)位置時(shí),則交通信號(hào)燈安自動(dòng)循環(huán)工作方式運(yùn)行.夜間時(shí),將夜間開(kāi)關(guān)接通,黃燈亮.三設(shè)計(jì)要求(1. 滿足如圖(d 順序工作流程. 南北方向綠燈亮、東西方向紅燈亮占5t 南北方向黃燈亮、東西方向紅燈亮占1t南北方向紅燈亮、東西方向綠燈亮占5t南北方向紅燈亮、東西方向黃燈亮占1t圖（d）圖中設(shè)南北方向的紅、黃、綠燈分別為、東西方向的紅、黃、綠燈分別為、它們的工作方式,有些必

5、須是并行的,即南北方向綠燈亮,東西方向紅燈亮;南北方向黃燈亮東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮。（2）。 應(yīng)滿足兩個(gè)方向的工作時(shí)序：即東西方向亮紅燈的時(shí)間應(yīng)等于南北方向亮黃、綠燈時(shí)間之和，南北方向亮紅燈的時(shí)間應(yīng)等于東西方向亮黃、綠燈時(shí)間之和。時(shí)序工作流程圖如圖（b）所示圖（b）中，假設(shè)每個(gè)單位時(shí)間是4秒，則南北、東西方向綠，黃，紅燈亮?xí)r間分別為20秒，4秒，24秒，一次循環(huán)為48秒。其中紅燈亮的時(shí)間是綠燈，黃燈亮的時(shí)間之和，黃燈是間歇閃耀的。（3）。 十字路口要有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀的把握時(shí)間。具體為：當(dāng)某方向綠燈亮?xí)r，置顯示器為某

6、值，然后以每秒減1的計(jì)數(shù)方式工作，直至減到數(shù)為0，十字路口紅，綠燈交換，一次工作循環(huán)結(jié)束，而進(jìn)入下一步某方向的工作循環(huán)。如： 當(dāng)南北方向從紅燈轉(zhuǎn)換成綠燈時(shí)，置南北方向的數(shù)字顯示為24，并使數(shù)顯計(jì)數(shù)器開(kāi)始減1計(jì)數(shù)，當(dāng)減到綠燈滅而黃燈閃耀時(shí)，數(shù)顯的應(yīng)值應(yīng)為4，當(dāng)減到0時(shí)，此時(shí)黃燈滅，南北方向的紅燈亮；同時(shí)使得東西方向的綠燈亮，并置東西方向的數(shù)顯為24。（4）。 可以手動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)控制，夜間為黃燈閃耀。 四設(shè)計(jì)步驟及方法1. 單次手動(dòng)及脈沖電路單次手動(dòng)脈沖（如下圖）是由兩個(gè)與非門(mén)組成的RS觸發(fā)器產(chǎn)生的,當(dāng)安下K1時(shí),有一個(gè)脈沖輸出使74LS164移位計(jì)數(shù),實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制.K2在自動(dòng)位置時(shí),由秒脈沖電路

7、分頻后(4分頻輸入給74LS164,這樣,74LS164為每4秒向前移一位(計(jì)數(shù)1次,秒脈沖電路用555電路來(lái)實(shí)現(xiàn),如下所示: 單次手動(dòng)脈沖振蕩器是產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)的電路,在精度要求不高的情況下,在本系統(tǒng)中振蕩電路選用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生（如下圖）。555電路產(chǎn)生的秒信號(hào)與4分頻電路多諧振蕩器的振蕩頻率可以用下面的式子推出f0=1/T1/0.69(R1+2R2C如果選用R1=R2=10,C選47f2. 控制器部分它是由74LS164組成扭環(huán)行計(jì)數(shù)器,然后經(jīng)譯碼后,輸出十字路口南北、東西兩個(gè)方向的控制信號(hào).其中黃燈要滿足閃耀,并在夜間時(shí),黃燈閃亮,但 綠、紅燈滅.電路控制圖如下:3. 數(shù)字顯示當(dāng)南北方向綠燈亮,而東西方向紅燈亮?xí)r,使南北方向的74LS168依