電子科技大學(xué)電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)交通控制燈

1、 電子科技大學(xué)光電信息學(xué)院電子實(shí)驗(yàn)設(shè)計論文 課程名稱 電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 題目名稱 交通控制燈的設(shè)計 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 起止時間 年 月 日電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告（九）一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱交通控制燈實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計并實(shí)現(xiàn)一個十字路口的交通控制燈電路。二、實(shí)驗(yàn)時間計劃表主要任務(wù)計劃學(xué)時數(shù)實(shí)際學(xué)時數(shù)完成情況提出方案12完成搭建電路45完成仿真完成報告34完成三、方案論證設(shè)計電路中，時鐘信號由555多諧振蕩器及分頻電路產(chǎn)生，黃燈閃爍可通過連續(xù)亮0.5秒和滅0.5秒來實(shí)現(xiàn)，控制信號則由門電路產(chǎn)生，并在Multism中進(jìn)行電路的連接、仿真和調(diào)試。四、電路原理簡介如圖，交通燈系統(tǒng)框圖由脈沖發(fā)生器、定時器

2、、控制器、譯碼器和信號燈組成。其中：脈沖發(fā)生器提供時鐘脈沖信號，定時器則分為30s定時器和2s定時器，且在計數(shù)滿時向控制器分別發(fā)送計時信號X、Y。當(dāng)控制器收到X或Y信號時，控制器先產(chǎn)生狀態(tài)信號S并傳入定時器使其重置，然后控制譯碼器通過X或Y信號改變信號燈的顏色開關(guān)。信號皆為高電平有效。由題意可知有四個狀態(tài)，分別設(shè)為：S0：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮。東西方向通車。S1：東西方向黃燈閃爍，南北方向紅燈亮。S2：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，南北方向通車。S3：東西方向紅燈亮，南北方向黃燈亮。由數(shù)電知識可得到下交通控制燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移/輸出表：初態(tài)Q1Q0定時器信號輸出末態(tài)Q1*Q0*狀態(tài)轉(zhuǎn)移輸

3、出SXY0000/10000010/1011010/10010010/111111100/11101110/1101100/10100100/11001采用D觸發(fā)器輸出，則得到轉(zhuǎn)移方程：Q1*=Q1·Q0·Y+Q1·Q0+Q1·Q0·YQ0*=Q1·Q0·X+Q1·Q0+Q1·Q0·X輸出方程為：S=Q1·Q0·X+Q1·Q0·Y+Q1·Q0·X+Q1·Q0·Y若以E代表東西方向，N代表南北方向，R代表紅燈，G代表綠

4、燈，Y代表黃燈，00/01/11/10分別代表S0/S1/S2/S3,那么狀態(tài)可化為：00：EG=1,NR=101：EY=1,NR=111：ER=1,NG=110：ER=1,NY=1故可得下狀態(tài)表狀態(tài)/Q1Q0EGEYERNGNYNR00100001010100011100110010001010由數(shù)電知識可得：,五、單元電路設(shè)計1. 脈沖發(fā)生器電路 脈沖發(fā)生器為555構(gòu)成的多諧振蕩器，發(fā)出頻率為1HZ的脈沖信號，可作為定時器和控制器D觸發(fā)器的觸發(fā)源。2. 定時器電路 定時器實(shí)際上是由74XX92和74XX90構(gòu)成的一個計數(shù)器電路，可分別計數(shù)綠燈的30S或黃燈的2S時間。其中，當(dāng)三十進(jìn)制計數(shù)器

5、計數(shù)結(jié)束后，其進(jìn)位信號X傳遞到控制器D0觸發(fā)器作為初態(tài)。而當(dāng)二進(jìn)制計數(shù)器結(jié)束后，其進(jìn)位信號Y傳遞到控制器D1觸發(fā)器作為初態(tài).3. 控制器電路 由狀態(tài)輸出方程和轉(zhuǎn)移方程得，可利用兩個D觸發(fā)器及門電路構(gòu)成一個Mealy機(jī)，它的狀態(tài)輸出信號S反饋到定時器使其重置，而轉(zhuǎn)移輸出則使信號燈譯碼電路狀態(tài)改變。4. 信號燈譯碼電路 由簡單門電路構(gòu)成，可根據(jù)控制器的輸出Q1Q0從而改變信號燈開關(guān)情況，從而將數(shù)字信號譯碼為燈的亮滅。六、總電路圖七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及結(jié)果分析圖一為東西方向通車結(jié)果圖：圖一圖二為南北方向通車結(jié)果圖：圖二由上可知，皆符合題意。八、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決辦法1. 剛開始電阻選為55、47K時，時間非常快，后選擇了15、68K后，才符合題意。2. 用10.0版本Multism設(shè)計時，由于電腦兼容性問題，未能得到準(zhǔn)確結(jié)果，后使用12.0版本，最終得到了準(zhǔn)確答案。九、實(shí)驗(yàn)結(jié)論運(yùn)用數(shù)電知識與本學(xué)期電子技術(shù)試驗(yàn)所學(xué)到的555多諧振蕩器及計數(shù)器構(gòu)成方