數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)報(bào)告---交通燈

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院綜合設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)名稱(chēng)： 數(shù)字邏輯綜合設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 可人工干預(yù)的交通燈控制器 學(xué)生學(xué)號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)生成績(jī)： 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）： 課題工作時(shí)間： 2010/12/27 至 2011/01/07 成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 類(lèi)別合計(jì)分值各項(xiàng)分值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際得分合計(jì)得分備注平時(shí)表現(xiàn)1010按時(shí)參加綜合設(shè)計(jì)，無(wú)曠課、遲到、早退、違反實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律等情況。由設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人給出完成情況3020按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求完成了全部任務(wù)，能完整演示其設(shè)計(jì)內(nèi)容，符合要求。10能對(duì)其設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)、完整的介紹，并能就指導(dǎo)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行正確的回答。報(bào)告質(zhì)量3510報(bào)告文字通順

2、，內(nèi)容翔實(shí)，論述充分、完整，立論正確，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)合理；報(bào)告字?jǐn)?shù)符合相關(guān)要求，工整規(guī)范，整齊劃一。5課題背景介紹清楚，綜述分析充分。5設(shè)計(jì)方案合理、可行，論證嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，具有說(shuō)服力。5符號(hào)統(tǒng)一；圖表完備、符合規(guī)范要求。5能對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行全面的總結(jié)，得出有價(jià)值的結(jié)論或結(jié)果。5參考文獻(xiàn)數(shù)量在3篇以上，格式符合要求，在正文中正確引用。答辯情況2510在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能就所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行闡述，言簡(jiǎn)意明，重點(diǎn)突出，論點(diǎn)正確，條理清晰。15在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能準(zhǔn)確、完整、流利地回答教師所提出的問(wèn)題。總評(píng)成績(jī)： 分 補(bǔ)充說(shuō)明： 指導(dǎo)教師： （簽字）日 期： 年 月 日答辯記錄表學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 答辯地點(diǎn)

3、： 答辯內(nèi)容記錄：答辯成績(jī)合計(jì)分值各項(xiàng)分值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際得分合計(jì)得分備注2510在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能就所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行闡述，言簡(jiǎn)意明，重點(diǎn)突出，論點(diǎn)正確，條理清晰。15在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能準(zhǔn)確、完整、流利地回答教師所提出的問(wèn)題。答辯小組成員（簽字）： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： （簽字）日 期： 年 月 日一、綜合設(shè)計(jì)目的、條件、任務(wù)和內(nèi)容要求：1 設(shè)計(jì)目的（1）掌握計(jì)數(shù)器74LS90和74LS192、555定時(shí)器的功能及應(yīng)用（2）進(jìn)一步了解實(shí)際應(yīng)用中時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法（3）學(xué)會(huì)常用數(shù)字電路的設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)條件 定時(shí)器555、4位十進(jìn)制可逆同步計(jì)數(shù)器（雙時(shí)鐘）74LS192、二-五-十進(jìn)制異步

4、計(jì)數(shù)器74LS90、七段顯示譯碼器74LS48、七段數(shù)碼管、RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器。3 設(shè)計(jì)任務(wù) 用所學(xué)的數(shù)字電路知識(shí)，設(shè)計(jì)出具有人工干預(yù)功能的智能交通燈。4 設(shè)計(jì)內(nèi)容人工可干預(yù)的交通燈控制電路主要由多諧振蕩電路、人工干預(yù)電路、時(shí)間顯示電路和信號(hào)燈控制電路組成，分別分析這四種電路的功能及其原理。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日二、進(jìn)度安排：2010-12-272010-12-30 查閱文獻(xiàn)，收集資料2010-12-302011-1-11 方案論證2011-1-2 2011-1-6 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)2011-1-6 2011-1-7 綜合設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)三、應(yīng)收集資料及主要參考文獻(xiàn)：1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)

5、：數(shù)字部分.4版.北京：高等教育出版社.20002 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2006.53 鄭家龍.集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程.北京：高等教育出版社20024 朱勇. 數(shù)字邏輯S，中國(guó)鐵道出版社，20075 謝自美. 電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)-測(cè)試M .武漢:華中科技大學(xué)出版社, 2000 6 湯繼華. 常用集成芯片使用M.北京:北京理工大學(xué)出版社,19957 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ) M.北京:高等教育出版社,19998 范愛(ài)平.電子電路實(shí)驗(yàn)與虛擬技術(shù)M.山東:山東科技技術(shù)出版社，20019 張佳佳.城市智能交通信號(hào)優(yōu)化控制及仿真D，湘潭大學(xué)，2004四、綜合設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)）摘要（中文）

6、：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和機(jī)動(dòng)車(chē)輛的不斷增加,城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。交通對(duì)我們生活的影響更加明朗，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。很多因素都會(huì)影響在道路中的行車(chē)狀況，所以一個(gè)功能健全的交通控制器尤為重要。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。如何利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)最簡(jiǎn)單合適的可人工干預(yù)的交通燈電路是此次設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題。因此，這次設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的交通燈控制系統(tǒng)。交通燈的控制系統(tǒng)主要由計(jì)時(shí)電路、主控電路、多諧振蕩器等組成。關(guān)鍵詞：計(jì)時(shí)電路；主控電路；多諧振蕩器五、綜合設(shè)

7、計(jì)（課程設(shè)計(jì)）Abstract（英文）：As social and economic development and increasing motor vehicles, urban transportation problem gets more attention. The impact of traffic on our lives even clearer, traffic management has become an important problem to b

8、e solved. Many factors affect the driving conditions on roads, so a functioning traffic signal controller is particularly important. Urban traffic control system is used for urban traffic data monitoring traffic signal control and traffic contro

9、l of computer integrated management system, which is a modern urban traffic control command system of the most important part. How to use the knowledge from one of the most simple design appropriate human intervention can be&

10、#160;a traffic light circuit is mainly designed to solve the problem. Therefore, the design, I designed a simple traffic light control system. Traffic lights control system mainly by the timing circuit ,control circuit and so on.Keyword： Timing&

11、#160;circuit; control circuit; multi-vibrator計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 綜合設(shè)計(jì)報(bào)告目 錄摘 要 .IAbstract . II第一章 概述. . 11.1 背景.11.2 目的 .11.3 意義.11.4 原理 . .1第二章設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述 .32.1 設(shè)計(jì)流程圖 .3 2.2 方案論述.3 第三章詳細(xì)設(shè)計(jì). 53.1 555計(jì)時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器.5 3.2 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器.63.3 60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器.8 3.4 人工干預(yù).9 3.5 紅黃綠燈控制電路.10 3.6 設(shè)計(jì)總電路及元件清單.11 第四章設(shè)計(jì)結(jié)果及分析.

12、134.1 設(shè)計(jì)結(jié)果.13 4.2 過(guò)程分析. 13 總 結(jié) .14 致 謝 .15 參考文獻(xiàn) .16 摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和機(jī)動(dòng)車(chē)輛的不斷增加,城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。交通對(duì)我們生活的影響更加明朗，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。很多因素都會(huì)影響在道路中的行車(chē)狀況，所以一個(gè)功能健全的交通控制器尤為重要。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。如何利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)最簡(jiǎn)單合適的可人工干預(yù)的交通燈電路是此次設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題。因此，這次設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的交通燈控制系統(tǒng)。

13、交通燈的控制系統(tǒng)主要由計(jì)時(shí)電路、主控電路、多諧振蕩器等組成。關(guān)鍵詞：計(jì)時(shí)電路；主控電路；多諧振蕩器AbstractAs social and economic development and increasing motor vehicles, urban transportation problem gets more attention. The impact of traffic on our lives even clearer, traffic management has becom

14、e an important problem to be solved. Many factors affect the driving conditions on roads, so a functioning traffic signal controller is particularly important. Urban traffic control system is used for urban traffic data monitoring traffic signal

15、 control and traffic control of computer integrated management system, which is a modern urban traffic control command system of the most important part. How to use the knowledge from one of the most simple design appropriate

16、 human intervention can be a traffic light circuit is mainly designed to solve the problem. Therefore, the design, I designed a simple traffic light control system. Traffic lights control system mainly by the timing circuit ,contr

17、ol circuit and so on.Keyword： Timing circuit; control circuit; multi-vibrator- 16 -第一章 概述1.1 背景 交通燈是我們最常見(jiàn)的系統(tǒng)，為了保證交通秩序和行人安全，在街道的十字路口處每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號(hào)燈，其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮表示該條道路上未過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛停止通行，已過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛繼續(xù)通行；綠燈亮表示該條道路允許通行。交通燈控制電路自動(dòng)控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮各種車(chē)輛和行人安全通行，實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動(dòng)化。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的

18、研究人員很多通過(guò)單片機(jī)、PLC技術(shù)設(shè)計(jì)交通燈控制電路。這篇文章主要通過(guò)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)來(lái)完成交通燈的設(shè)計(jì)。1.2 目的 掌握定時(shí)計(jì)數(shù)器的功能，進(jìn)一步了解實(shí)際應(yīng)用中時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，學(xué)會(huì)常用數(shù)字電路的設(shè)計(jì)。從而設(shè)計(jì)出一套完整的可人工干預(yù)的交通燈系統(tǒng)。1.3 意義交通燈系統(tǒng)使繁忙的城市街道的行車(chē)變得井然有序，可人工干預(yù)的交通燈電路，在某個(gè)方向車(chē)流量很大而另一方向車(chē)流量很小的時(shí)候就可以用人工干預(yù)功能使車(chē)流量大的方向多行駛一段時(shí)間，從而緩解交通壓力。1.4 原理1.4.1 原理圖原理如圖1-1圖1-1 交通控制系統(tǒng)原理1.4.2 基本原理控制器有時(shí)鐘信號(hào)CP，其周期為1分鐘。在正常通行情況下

19、，交通燈交替工作。以使東西的交通放行1分鐘，然后使南北路的交通放行1分鐘。此外，控制器設(shè)有“人工干預(yù)”按鈕。若目前東西路通行一分鐘后車(chē)輛還很擠，而南北路方向并無(wú)車(chē)量要求通行，可按下“人工干預(yù)”按鈕，于是，在目前的1分鐘周期結(jié)束時(shí)，仍然是南北路方向亮紅燈，東西路方向亮綠燈，延長(zhǎng)放行1分鐘，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常的交替工作時(shí)序如同未出現(xiàn)過(guò)某一方向車(chē)量中斷的情況一樣。通常，我們把控制器做成同步時(shí)序網(wǎng)絡(luò)。送到控制器TC的唯一輸入為“人工干預(yù)”信號(hào)P，交通燈在時(shí)鐘信號(hào)CP=1時(shí)改變一次通行狀態(tài)?！叭斯じ深A(yù)”信號(hào)P直接送到Y(jié)1，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CP為0時(shí)將Y1送到Y(jié)2，并由Y2送到控制器TC，這是為了避免在CP=1改

20、變通行狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)P信號(hào)而產(chǎn)生錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)換?？刂破鱐C產(chǎn)生使東西路通行的輸出信號(hào)Z1=1，產(chǎn)生使南北路通行的輸出信號(hào)Z2=1，第三個(gè)輸出Z3用以在延長(zhǎng)通行1分鐘后使R-S觸發(fā)器復(fù)位。第二章 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述2.1設(shè)計(jì)流程圖這次設(shè)計(jì)電路主要是多諧振蕩電路、人工干預(yù)電路、計(jì)時(shí)電路、交通燈閃爍電路構(gòu)成，其關(guān)系如圖2-1所示：圖2-1 設(shè)計(jì)圖2.2 方案論述2.2.1交通燈的閃爍電路部分有三種狀態(tài)：狀態(tài)一：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮；狀態(tài)二：東西、南北方向黃燈同時(shí)閃爍；狀態(tài)三：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；2.2.2 計(jì)時(shí)電路和倒計(jì)時(shí)電路有三種狀態(tài)同時(shí)有計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)電路使總電路更易懂。2.2.

21、3 人工干預(yù)電路人工干預(yù)使用RS觸發(fā)器，通過(guò)RS鎖存一個(gè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)計(jì)時(shí)電路的工作轉(zhuǎn)換，再通過(guò)計(jì)數(shù)器2的信號(hào)反饋，清除RS鎖存的信號(hào)。2.2.4 多諧振蕩電路 用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，作為電路的計(jì)時(shí)脈沖，周期為1秒。2.2.5 顯示電路 由兩個(gè)七段數(shù)碼管組成兩位的顯示器，用來(lái)顯示計(jì)時(shí)電路的倒計(jì)時(shí)。 第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器3.1.1 555定時(shí)器簡(jiǎn)介555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1

22、 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。3.1.2 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖3-1所示為555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，Cf為10nF，若C取100nF，依據(jù)公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可計(jì)算出R1+2R2150k時(shí)可得到周期為0.01s的振蕩信

23、號(hào);若C取10uF，依據(jù)公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可計(jì)算出R1+2R2150k時(shí)可得到周期為1s的振蕩信號(hào)。圖3-1 多諧振蕩器3.2 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.2.1 74LS190芯片簡(jiǎn)介74LS90是二，五，十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器如果設(shè)定初態(tài)，在每個(gè)脈沖的作用下是按順序變化的（態(tài)序）。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的每一狀態(tài)相當(dāng)一最小項(xiàng)，當(dāng)最后一個(gè)脈沖到來(lái)后，電路返回原狀態(tài)。74LS90引腳圖如圖3-2：圖3-2 74LS90引腳圖3.2.2 09進(jìn)制的變換74LS90功能：     ·直接置0（R0（1）·R0（2）=1） 

24、    · 直接置9（R9（1）·R9（2）=1）    ·二進(jìn)制計(jì)數(shù)（CKA輸入Q0輸出    ·五進(jìn)制計(jì)數(shù)（CKB輸入Q3Q2Q1輸出）用設(shè)計(jì)七進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例：CKA接入脈沖信號(hào)，CKB接Q0，R9（1）、R9（2）接地，當(dāng)為七進(jìn)制時(shí)，輸出信號(hào)為0111， Q2·Q1·Q0=1。在Q2Q1Q0后連一個(gè)三與門(mén)，將高電平信號(hào)輸入R0（2）端即可完成7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)際電路圖如圖3-3所示：圖3-3 七進(jìn)制電路設(shè)計(jì)3.2.3 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器

25、設(shè)計(jì)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器由一個(gè)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器與10進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接而成。先設(shè)計(jì)好一個(gè)6進(jìn)制和一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器。將10進(jìn)制的輸出信號(hào)接入控制6進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片的CKA端，即可得到一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。具體電路圖如圖3-4：圖3-4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.3 60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器3.3.1 74LS192芯片簡(jiǎn)介74LS192為帶清零的同步BCD碼可逆雙時(shí)鐘計(jì)數(shù)器。DN為減法時(shí)鐘，UP為加法時(shí)鐘，TCU為進(jìn)位輸出，TCD為借位輸出，PL為置位端。74LS192引腳圖如圖3-5：圖3-5 74LS192引腳圖3.3.2 0-9進(jìn)制倒計(jì)時(shí)變換用6進(jìn)制為例：6轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制為0110，故D3D0接低電平，D2D1接高電

26、平。減法時(shí)鐘端接脈沖信號(hào)，置位端與借位輸出端相連即完成了6進(jìn)制的倒計(jì)時(shí)功能。如圖3-6所示：圖3-6 6進(jìn)制倒計(jì)時(shí)3.3.3 60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)器由一個(gè)6進(jìn)制和一個(gè)10進(jìn)制倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器連接而成。為10進(jìn)制的減法時(shí)鐘連一個(gè)脈沖信號(hào)，10進(jìn)制計(jì)數(shù)器的置位端與6進(jìn)制計(jì)數(shù)器的置位端相連，則把10進(jìn)制計(jì)數(shù)器的信號(hào)傳遞給了6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這樣就完成了60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)。如下圖3-7所示：圖3-7 60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器3.4 人工干預(yù)電路 3.4.1 人工干預(yù)簡(jiǎn)介為了緩解交通擁堵時(shí)的壓力，若目前東西路通行一分鐘后車(chē)輛還很擠，而南北路方向并無(wú)車(chē)量要求通行，可按下“人工干預(yù)”按鈕，于是，在

27、目前的1分鐘周期結(jié)束時(shí)，仍然是南北路方向亮紅燈，東西路方向亮綠燈，延長(zhǎng)放行1分鐘，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常的交替工作時(shí)序如同未出現(xiàn)過(guò)某一方向車(chē)量中斷的情況一樣。3.4.2 人工干預(yù)具體過(guò)程實(shí)現(xiàn) 人工干預(yù)電路主要由電源、按鈕、時(shí)鐘脈沖、RS觸發(fā)器及兩個(gè)與門(mén)構(gòu)成。RS觸發(fā)器的R端與60進(jìn)制計(jì)數(shù)器相連，S端與一個(gè)電源與按鈕相連。兩個(gè)與門(mén)分別為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和交通燈控制提供信號(hào)。當(dāng)按下按鈕后，電源為RS觸發(fā)器的S端提供高電平信號(hào)，輸出端Q則輸出高電平信號(hào)，與時(shí)鐘脈沖通過(guò)與門(mén)后為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供信號(hào)，使60進(jìn)制計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。此時(shí)，Q輸出低電平與時(shí)鐘脈沖通過(guò)與門(mén)后變?yōu)榈碗娖?，不能為后面的交通燈控制電路提供信?hào)

28、，所以交通燈的狀態(tài)會(huì)暫停在按下按鈕的時(shí)刻，從而達(dá)到人工控制的作用。 具體電路圖如圖3-8：圖3-8 人工干預(yù)電路3.5 紅黃綠燈控制電路 紅黃綠燈電路主要由電源、JK觸發(fā)器、7485、與門(mén)、非門(mén)、紅黃綠燈構(gòu)成。總電路圖如圖3-9所示：圖3-9 紅黃綠燈控制電路3.5.1 紅綠燈控制電路南北方向的紅燈與東西方向的綠燈是同步的。當(dāng)CLK沒(méi)接到脈沖信號(hào)，JK端都與電源相連時(shí)，輸出端Q輸出低電平，Q輸出高電平信號(hào)與另一高電平通過(guò)與門(mén)得高電平信號(hào)使紅燈亮，在紅燈上連一個(gè)非門(mén)，即表示紅燈亮?xí)r綠燈不亮。3.5.2 黃燈控制電路相比紅綠燈而言，黃燈具有5秒閃爍功能，因此黃燈控制電路較為復(fù)雜，要用一個(gè)比較器。7

29、485為一個(gè)四位數(shù)字比較器，其引腳圖如3-10所示：圖3-10 7485引腳圖此次設(shè)計(jì)的黃燈的效果是在倒計(jì)時(shí)5秒時(shí)閃爍5下，所以當(dāng)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器變?yōu)?5時(shí)，黃燈開(kāi)始閃爍。故將7485芯片里的A3A2A1A0端與倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的個(gè)位控制芯片的輸出端Q3Q2Q2Q1端相連，B0B3接低電平，B1B2接高電平。當(dāng)信號(hào)通過(guò)7485芯片后，若QA<B時(shí)，則輸出高電平信號(hào)，在倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的十位控制芯片后加上非門(mén)和與門(mén)，當(dāng)輸入信號(hào)為0000時(shí)，QA<B，則輸出高電平。在此后面加一個(gè)與門(mén)，即表示當(dāng)十位為0000個(gè)位為0110時(shí)輸出高電平信號(hào)。與前面的脈沖信號(hào)接一個(gè)與門(mén)后，即可控制黃燈在最后5秒閃爍。

30、3.6 設(shè)計(jì)總電路及元器件清單 3.6.1總電路總電路如圖3-11所示：圖3-11 總電路圖3.6.2 元器件清單元器件清單如表3-12所示序號(hào)材料名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量1十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74ls19222十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls9023比較器748514與門(mén)若干5非門(mén)740456非門(mén)74ls0427觸發(fā)器402728555定時(shí)器NE55519電阻210黃綠紅燈4117SEG-BCD數(shù)碼管4表3-12 元器件清單第四章 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析4.1 設(shè)計(jì)結(jié)果 當(dāng)電路開(kāi)始運(yùn)行后，南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮，此狀態(tài)持續(xù)到倒計(jì)時(shí)顯示5秒時(shí)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到5秒時(shí)，紅綠燈都熄滅，黃燈閃爍5秒后南北方向綠燈亮，東西方向紅燈

31、亮，在沒(méi)人工干預(yù)的前提下如此交替循環(huán)。若目前東西路通行一分鐘后車(chē)輛還很擠，而南北路方向并無(wú)車(chē)量要求通行，可按下“人工干預(yù)”按鈕，于是，在目前的1分鐘周期結(jié)束時(shí)，仍然是南北路方向亮紅燈，東西路方向亮綠燈，延長(zhǎng)放行1分鐘，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常的交替工作時(shí)序如同未出現(xiàn)過(guò)某一方向車(chē)量中斷的情況一樣。4.2 過(guò)程分析當(dāng)電路開(kāi)始運(yùn)行后，555構(gòu)成的多諧振蕩器為后面的電路提供脈沖信號(hào)。60秒倒計(jì)時(shí)器正常運(yùn)行，在倒計(jì)時(shí)60-05秒這個(gè)階段，只有紅綠燈亮，黃燈不亮。南北方向的紅燈與東西方向的綠燈是同步的。沒(méi)進(jìn)行人工干預(yù)時(shí)，CLK沒(méi)接到脈沖信號(hào)，JK端都與電源相連時(shí)，輸出端Q輸出低電平，Q輸出高電平信號(hào)與另一高電平通

32、過(guò)與門(mén)得高電平信號(hào)使南北紅燈亮，東西方向綠燈亮。在倒計(jì)時(shí)5秒后，即十位為0000個(gè)位為0110時(shí)輸出高電平信號(hào)，則通過(guò)7485芯片后有QA<B，則輸出高電平信號(hào)，與前面的脈沖信號(hào)通過(guò)一個(gè)與門(mén)后，輸出高電平信號(hào)，即可控制黃燈在最后5秒閃爍。黃燈閃爍5秒后，60秒倒計(jì)時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，如此循環(huán)交替上述過(guò)程。在進(jìn)行人工干預(yù)后，電源為RS觸發(fā)器的S端提供高電平信號(hào)，輸出端Q則輸出高電平信號(hào)，與時(shí)鐘脈沖通過(guò)與門(mén)后為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供信號(hào)，使60進(jìn)制計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。此時(shí)，Q輸出低電平與時(shí)鐘脈沖通過(guò)與門(mén)后變?yōu)榈碗娖?，不能為后面的交通燈控制電路提供脈沖信號(hào)，后面電路就暫停工

33、作，60秒計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)完成后，由原來(lái)的低電平變?yōu)楦唠娖剑竺娴碾娐防^續(xù)工作?？?結(jié)這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了兩周，第一周主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)設(shè)計(jì)符合要求的電路，第二周用了一點(diǎn)時(shí)間對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)，其余時(shí)間就是完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告了。開(kāi)始拿到綜合設(shè)計(jì)的題目的時(shí)候，還不知道怎么去做，因?yàn)樽约簩?duì)這門(mén)課一般設(shè)計(jì)不是很會(huì)，對(duì)芯片的功能也都不是很清楚，所以當(dāng)時(shí)感到壓力很大，然后我就把教材在講解設(shè)計(jì)方面知識(shí)的地方多看了幾遍，增強(qiáng)了自己對(duì)芯片功能了解，當(dāng)我再次看到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)時(shí)，我感覺(jué)這實(shí)驗(yàn)也許沒(méi)有我之前想象的那么難。根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的要求，這次設(shè)計(jì)出來(lái)的電路主要有十字路口交通燈60秒交替閃爍以及人工可干預(yù)的功能，剛開(kāi)始不知道什么叫人工可干預(yù)功能，當(dāng)我仔細(xì)再次看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)后，明白了人工可干預(yù)功能是在實(shí)際生活中很實(shí)用的一個(gè)功能。若目前東西路通行一分鐘后車(chē)輛還很擠，而南北路方向并無(wú)車(chē)量要求通行，可按下“人工干預(yù)”按鈕，于是，在目前的1分鐘周期結(jié)束時(shí)，