交通燈課程設(shè)計8

1、1 / 11簡易交通燈控制邏輯電路設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)與要求1東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時間15s。2東西方向與南北方向黃燈亮，時間5s。3南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時間l0s。4如果發(fā)生緊急事件，可以手動控制四個方向紅燈全亮。二、方案設(shè)計與論證根據(jù)設(shè)計任務(wù)與要求，我們可以知道這個交通燈的設(shè)計是分主次干道的，兩個方面的時 間是不同的，東西方向通行15s,南北方向10s,這就要求我們要有兩個計數(shù)器，根據(jù)我自己 的經(jīng)驗，東西方向通行15s完，倒計時數(shù)字顯示器會顯示到0,然后切換到南北方向通行10s完之后, 倒計時數(shù)字顯示器也會顯示到0之后然后切換到東西方向,這樣如此循環(huán),這樣的 話我們就要

2、設(shè)計一個1 6進制和一個11進制的計數(shù)器，根據(jù)我們所學(xué)和知識， 可以用兩片74192芯片來構(gòu)成對應(yīng)進制的計數(shù)器，由于是15和10之間循環(huán)切換， 我們可以用利用JK觸發(fā)器的 翻轉(zhuǎn)功能來實現(xiàn)兩種進制計數(shù)器之間的切換；當然還有每個方向倒計時只有5s時，黃燈閃，一直到0為止，由于黃燈是當兩個計數(shù)器倒計時到5時開始閃，我們就可以在這時發(fā)出一個 脈沖然后一直保持到0，或者是接收05這段時間的脈沖都可以控黃燈只在到了這段時間才 亮；還有就是一個緊急開關(guān)，我們可以控制在出現(xiàn)緊急情況時使用清零端使之清零，并且紅 燈直接接到電源，使之一直處于亮的狀態(tài)。方案一：交通燈控制原理圖：2 / 11圖 11）正常運行時首先

3、倒計時預(yù)置數(shù)，通過秒脈沖源給倒計數(shù)器發(fā)送秒脈沖，倒計時器開始倒計時，驅(qū)動時間顯示器顯示，并且交通燈也正常運行，當?shù)褂嫊r器計到5s時，我們當然同時可以在時間顯示器上看到，這時倒計時器驅(qū)動黃燈控制器，使正在亮綠燈方向的黃燈閃爍，當?shù)褂嫊r器 計到0時，驅(qū)動計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器，使倒計時器預(yù)置為另一個進制，并同時控制和改變交通燈 的顯示，其實就是計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器既可以完成進制轉(zhuǎn)換，也同時充當了交通燈的轉(zhuǎn)換功能。 如此往復(fù)循環(huán)。2）緊急情況時當按下緊急開關(guān)時，倒計時器一直處于清零狀態(tài)，車輛通行的交通燈四個方向的紅燈同 時亮起。并且在出現(xiàn)緊急情況后恢復(fù)正常時通過緊急開關(guān)可以切換哪個方向先通行。方案二：交通燈控制原

4、理圖：圖 21）正常運行時由555定時器計時，驅(qū)動交通燈選擇器控制交通燈的顯示，當一個方向的計數(shù)完成之后 會產(chǎn)生一個3 / 11脈沖， 給通道選擇器， 然后通道選擇器驅(qū)動計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到另一個進制， 由計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器預(yù)置555定時器的定時時間， 然后再驅(qū)動交通燈選擇器控制交通燈的顯示， 如此往復(fù)，其中555定時器是由電阻和電容來控制定時時間，其中的計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器就可用 一個數(shù)據(jù)分配器74138來選擇所需電阻的大小來控制， 通道擇器就可用兩個JK觸發(fā)器構(gòu)成一 個四進制的計數(shù)器，其中兩個輸出端就可以來作為計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器74138的輸入，并且這兩 個輸出端還可作為交通燈選擇器74138的輸入。2

5、)緊急情況時當按下緊急開關(guān)時，使交通燈選擇器的使能端為0，各個方向的紅燈直接接到電源，這樣可以使車輛通行的交通燈四個方向的紅燈同時亮起。選擇：通過這兩個方案的對比，由第二個方案用的是555定時器來計時，所以無法顯示倒計時的時間， 并且在出現(xiàn)緊急情況后恢復(fù)正常時也不能通過緊急開關(guān)切換哪個方向先通行。 我覺 得第一個方案更符合我們的實際要求，所以我選擇了第一個方案。三、單元電路設(shè)計1倒計時計數(shù)器這里是采用兩片74192兩片芯片構(gòu)成16和11進制計數(shù)器，控制個位數(shù)字的74192的 減計數(shù)控制端接1HZ的脈沖輸入， 其中輸入端A、C是接在一起并接在進制控制器的輸出 端。 其中兩個74192的置數(shù)端是由

6、控制十位數(shù)字的74192個高位輸出端QD通過一個非 門接過來的，并且低位輸入端A接高電平，控制十位數(shù)字的74192的減計數(shù)控制端接控制 個位數(shù)字的74192的借位輸出端B0。兩個74192的清零端都接在緊急開關(guān)的一端。如下 圖：4 / 112黃燈控制電路這里是采用數(shù)據(jù)分配器74138,該芯片的輸入端A、B、C分別接倒計時計數(shù)器中的控制 個位數(shù)字的74192的輸出端QA、QB、QC,為了保證是在顯示器只是在顯示05s時黃燈亮, 應(yīng)把此74138的使能端G1由倒計時計數(shù)器中的控制十位數(shù)字的74192的輸出端QA與由倒計時計數(shù)器中的控制個位數(shù)字的74192的輸出端QD通過一個或門再經(jīng)過一個非門接過去

7、。 然后6輸出端丫0、丫1、Y2、Y3、Y4、Y5都分別經(jīng)過一個非門然后都接入一個或門，那么 或門的輸出端就是接黃燈的，也即黃燈控制器的輸出端。如下圖：71L383信號燈轉(zhuǎn)換電路（計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器） A A s s c c G G G GVUVUY1Y1吃5 / 11信號燈轉(zhuǎn)換器其實就是由計數(shù)進制轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)，即一個JK觸發(fā)器，其中J、K端都同時接高電平，即構(gòu)成了一個T觸發(fā)器，目的就是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能，其時鐘輸入端是由倒計時計數(shù)器中的兩片74192的八個輸出端經(jīng)過一個或門然后經(jīng)過一個非門接入。如下圖:4交通燈顯示電路一個方向的紅燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端Q和一個緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個 或門接入，黃燈是由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向輸出端Q和一個緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個非門 以及一個黃燈控制電路的輸出端經(jīng)過一個1HZ的脈沖源，這三個輸出端再經(jīng)過一個與門接入， 綠燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向輸出端Q和一個緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個非門，這兩個輸出 端再經(jīng)過一個與門接入；另一個方向的紅燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向輸出端Q和一個緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個或門接入，黃燈是由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端Q和一個緊急開關(guān)的 輸出端經(jīng)過一個非門以及一個黃燈控制電路的輸出端經(jīng)過一個1HZ的脈沖源，這三個輸出端再經(jīng)過一個與門接入，綠燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端Q和一個