交通燈課程設計8

1、簡易交通燈控制邏輯電路設計一、設計任務與要求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、方案設計與論證 根據(jù)設計任務與要求， 我們可以知道這個交通燈的設計是分主次干道的， 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

2、向 ,這樣如此循環(huán) , 這樣的 話我們就要設計一個 1 6 進制和一個 11 進制的計數(shù)器， 根據(jù)我們所學和知識， 可以用兩片 74192 芯片來構成對應進制的計數(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，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

3、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：圖11正常運行時首先倒計時預置數(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，驅動計數(shù)進制轉換器，使倒計時器預置為另一個進制，并同時控制和改變交通燈的顯示，其實就是計數(shù)進制轉換器既可以完成進制轉換，也同時充當了交通燈的轉換功能。如此往復循環(huán)。2緊急情況時當按下緊急開關時，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

4、急情況后恢復正常時通過緊急開關可以切換哪個方向先通行。方案二：交通燈控制原理圖：555 A時器空誦麗 L樂燈緊急開關圖21正常運行時由555定時器計時，驅動交通燈選擇器控制交通燈的顯示，當一個方向的計數(shù)完成之后會產生一個脈沖，給通道選擇器，然后通道選擇器驅動計數(shù)進制轉換器轉換到另一個進制， 由計數(shù)進制轉換器預置 555 定時器的定時時間， 然后再驅動交通燈選擇器控制交通燈的顯示，如此往復，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)器構成一 個四進制的計數(shù)器，其中兩個輸出端

5、就可以來作為計數(shù)進 制轉換器 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) 緊急情況時當按下緊急開關時，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：通過這兩個方案的比照，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)緊急情況后恢復正常時也不能通過緊急開關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、單元電路設計1倒計時計數(shù)器這里是采用兩片 74192 兩片芯片構成 16 和 11 進制計數(shù)器，控制個位數(shù)字的

6、 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的一端。如下 圖：2?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,

7、應把此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通過一個或門再經過一個非門接過去。然后6輸出端丫 0、丫 1、Y2、Y3、Y4、丫5都分別經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。如下列圖：71L38IVUY1A s c G 吃JK觸發(fā)器，其中J、K端都同3 ?信號燈轉換電路計數(shù)進制轉換器YaW信號燈轉換器其實就是由計數(shù)進制轉換器來實現(xiàn)丫6即一個時接高電平，即構成了一個 T觸發(fā)器，目的就是實現(xiàn)翻轉功能，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

8、端經過一個或門然后經過一個非門接入。如下列圖:4 ?交通燈顯示電路一個方向的紅燈由信號燈轉換電路的反向輸出端Q和一個緊急開關的輸出端經過一個 或門接入，黃燈是由信號燈轉換電路的正向輸出端 Q和一個緊急開關的輸出端經過一個非門以及一個黃燈控制電路 的輸出端經過一個 1HZ的脈沖源，這三個輸出端再經過一個與門接入， 綠燈由信號燈轉換電路的正向 輸出端Q和一個緊急開關的輸出端經過一個非門，這兩個輸出 端再經過一個與門接入；另一個方向的紅 燈由信號燈轉換電路的正向輸出端 Q和一個緊急開關的輸出端經過一個或門接入，黃燈是由信號燈轉換電路的反向輸出端Q和一個緊急開關的 輸出端經過一個非門以及一個黃燈控制電路的輸出端經過一個1HZ的脈沖源，這三個輸出端再經過一個與門接入，綠燈由信號燈轉換電路的反向輸出端