交通燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)劃

1、交通燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)劃交通燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)劃25/25交通燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)劃.交通燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告目錄一任和要求2二方案的體思路與31.信號(hào)生器路42定器43.控制器44.信號(hào)燈的4三路算與分析51.秒脈沖的52.定器路的63.控制器的84.信號(hào)燈的13四Multisim介14五及心得15六附161原理162元件清17.七參照文件18一設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.用、黃三色光二極管作信號(hào)燈。2.當(dāng)骨干道允通行亮燈，支干道亮燈，而支干道允亮燈，骨干道亮燈。3.骨干道交替允通行，骨干道每次放行25s、支干道25s。25s示路。4.在每次由亮燈成亮燈的程中，要亮5s的黃燈作渡，以使行中德有停到嚴(yán)

2、禁之外，置5s示路。二設(shè)計(jì)的方案的整體思路與選擇依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求,我們可以知道這個(gè)交通燈的設(shè)計(jì)是分主次干道的,但兩個(gè)方面的時(shí)間是同樣的,每次放行25s,這就要求我們要有一個(gè)計(jì)數(shù)器,用兩片74LS192芯片來(lái)構(gòu)成對(duì)應(yīng)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。在每次由亮綠燈變?yōu)榱良t燈的變換過(guò)程中間，要亮5s的黃燈作為過(guò)渡，需設(shè)計(jì)一個(gè)5s的倒計(jì)時(shí)。74LS192的功能表如表2-1：表2-1功能表交通燈控制構(gòu)造圖2.1以下：.骨干道信號(hào)燈支干道信號(hào)燈主控制器時(shí)鐘計(jì)時(shí)器信號(hào)圖2.1交通燈控制構(gòu)造圖1.時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)論證產(chǎn)生堅(jiān)固的“秒”脈沖信號(hào)，保證整個(gè)電路裝置同步工作和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)控制。即可選擇555準(zhǔn)時(shí)器構(gòu)成多謝振蕩器產(chǎn)生

3、1Hz的脈沖。2準(zhǔn)時(shí)器設(shè)計(jì)論證準(zhǔn)時(shí)器實(shí)質(zhì)上是對(duì)秒脈沖的計(jì)數(shù)。因?yàn)榻煌羰前吹褂?jì)時(shí)顯示的，所以使用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)芯片。所謂倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)是指進(jìn)行減計(jì)數(shù)。這里我們采納功能興盛的74LS192n芯片。它是一塊可預(yù)置數(shù)可逆計(jì)數(shù)芯片。3.控制器論證控制器是交通燈控制電路的核心。經(jīng)過(guò)主控制計(jì)數(shù)器74LS160）控制電路的運(yùn)作和紅綠黃燈三種信號(hào)燈的變換，用兩條Q1Q0輸出取四種狀態(tài)。采納譯碼器（74LS138）譯碼。減.法計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。經(jīng)過(guò)電路與靜態(tài)顯示管來(lái)循環(huán)顯示25,5,25,5這四個(gè)數(shù)。4.信號(hào)燈的論證題中已要求采納信號(hào)燈，并且使用紅、綠、黃三種顏色。為了更傳神

4、我們將在各條通道上使用兩組同樣燈作為各個(gè)方向的交通訊號(hào)燈，并且從各個(gè)方向看去燈的從左到右的次序?yàn)榫G、黃、紅擺列。.三電路設(shè)計(jì)計(jì)算與分析1.秒脈沖的設(shè)計(jì)采納555準(zhǔn)時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生周期為1s，其頻次為1Hz的脈沖。由公式T=0.7(R1+2R2)C采納滑動(dòng)變阻器R可調(diào)占空比，可取C=10uF,R1=1k,R2=30k，滑動(dòng)變阻器R=47K，帶入公式可得f約等于1Hz。其原理圖以下：.圖3.1可得示波器輸出波形圖3.2為：.圖3.22.準(zhǔn)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)準(zhǔn)時(shí)器實(shí)質(zhì)上是對(duì)秒脈沖的計(jì)數(shù)。因?yàn)榻煌羰前吹褂?jì)時(shí)顯示的，所以使用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)芯片。所謂倒計(jì)時(shí)就是減法計(jì)數(shù)器。因?yàn)轱@示2位數(shù)，我們需要采納兩片7

5、4LS192級(jí)聯(lián)構(gòu)成。當(dāng)減到00時(shí)，讓芯片置成25，這樣第00秒將顯示25，而不顯示00。我們注意到十位顯示只顯示0、1、2，數(shù)25。從74LS192的時(shí)序邏輯圖中可以看出，它是在計(jì)數(shù)脈沖的升沿時(shí)進(jìn)行的相應(yīng)動(dòng)作，所以當(dāng)它置數(shù)后要等到下一秒鐘的上漲沿到來(lái)時(shí)再進(jìn)行一次減計(jì)數(shù)。在multisim選出元件74LS192N，.U115AQA31BQB210CQC69DQD711LOADBO1314CLRCO125UP4DOWN74LS192N圖3.3引出端符號(hào)：LOAD:置數(shù)端；CLR：異步清零端；UP：加法計(jì)數(shù)；DOWN:減法計(jì)數(shù)；BO：借位；CO：進(jìn)位；ABCD：輸入端；QAQBQCQD：輸出端；級(jí)

6、聯(lián)兩片可得出如圖5.圖3.4準(zhǔn)時(shí)器電路3.控制器的設(shè)計(jì)主控制器是主控電路屬于時(shí)序邏輯電路，狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，由它決定交通燈處于哪一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。進(jìn)而使相應(yīng)的交通燈點(diǎn)亮，并決定下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置電路該預(yù)置的信號(hào)燈的預(yù)置值。經(jīng)過(guò)74LS160控制主支干道紅綠黃燈亮滅的四種狀態(tài)：骨干道綠燈亮和支干道紅燈亮，骨干道通行，啟動(dòng)25s準(zhǔn)時(shí)器，狀態(tài)為S0；.骨干道黃燈亮和支干道紅燈亮，骨干道泊車(chē)，啟動(dòng)5s準(zhǔn)時(shí)器，狀態(tài)為S1；骨干道紅燈亮和支干道綠燈亮，支干道通行，啟動(dòng)25s準(zhǔn)時(shí)器，狀態(tài)為S2；骨干道紅燈亮和支干道黃燈亮，支干道泊車(chē)，啟動(dòng)5s準(zhǔn)時(shí)器，狀態(tài)為S3。令燈亮為“1”，燈滅為“0”，骨干道紅綠黃

7、均分別為A、B、C，支干道紅綠黃均分別為E、F、G，主支方向干道交通訊號(hào)燈的工作是同時(shí)進(jìn)行的。前25秒骨干道綠燈亮支干道紅燈亮，此后5秒南骨干道黃燈亮，支干道紅燈亮，此后25秒骨干道紅燈亮。支干道綠燈亮，接著5秒骨干道紅燈亮，支干道黃燈亮，一次循環(huán)為60秒。狀態(tài)流程圖以下：S0狀態(tài)5秒45秒S1狀態(tài)S3狀態(tài)5秒.35秒S2狀態(tài)圖3.5則信號(hào)燈譯碼電路真值表3-1以下表3-1支干道、骨干道信號(hào)燈譯碼電路真值輸入輸出Q1Q0ABCEFG00010100010011001010001011100001由真值表寫(xiě)出邏輯函數(shù)以下：S0=Q1Q0S1=Q1Q0S2=Q1Q0S3=Q1Q0A=Q0B=(Q1

8、Q0)C=(QQ)E=Q010F=(Q1Q0)G=(Q1Q0).依據(jù)邏輯函數(shù)式連結(jié)電路圖分析說(shuō)明：74LS162取代74LS160，用反應(yīng)信號(hào)接成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CLK接狀態(tài)變換控制信號(hào)。使用74LS138預(yù)置數(shù)，當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，該部分電路將實(shí)現(xiàn)各樣狀態(tài)的變換功能。因?yàn)镸ultisim的問(wèn)題，原來(lái)預(yù)置數(shù)為25,5,25,5，此刻依據(jù)原理，預(yù)置數(shù)要改為35,5,35,5,將數(shù)碼管顯示骨干道綠燈和支干道紅燈的預(yù)值（25秒），預(yù)置：0011，0101；當(dāng)其減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生借位，此時(shí)干道綠燈和支干道紅燈同時(shí)滅。此后將南骨干道黃燈和支干道紅燈的預(yù)值（5秒），預(yù)置0000,0101；重復(fù)上述

9、變換功能，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。預(yù)置數(shù)如表3-2：預(yù)置數(shù)Z7Z6Z5Z4Z3Z2Z1Z0譯碼器輸高高高高低低低低出位位位位位位位位DCBADCBA3500110101Y05000001012.500000101Y3附：74LS138譯碼器功能表和引腳如表3-3輸入輸出G1G2A+G2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX11111111100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111

10、10.174LS138D*15AY0214BY1313CY212Y3611G1Y4410G2AY559G2BY67Y774LS138有三個(gè)附帶的控制端G1、G2A和G2B。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平（S1），譯碼器處于工作狀態(tài)。不然，譯碼器被禁止，全部的輸出端被封閉在高電平，如表所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連結(jié)起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)圓滿(mǎn)的數(shù)據(jù)分派器。在圖電路中假如把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時(shí)），而將作為“地址”輸入端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只好經(jīng)過(guò)所指定的一根輸出線(xiàn)送出去。這就不難理解為何把叫做地點(diǎn)輸入了。比方當(dāng)101時(shí)，門(mén)的輸入端除了接至輸出

11、端的一個(gè)之外全部是高電平，所以的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其余任何一個(gè)輸出端。ABC為地點(diǎn)輸入端，Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7為輸出端。圖3.674LS138D的功能電路74LS162功能表和引腳如圖3.7.3AQA144BQB135CQC126DQD117ENPRCO1510ENT9LOAD1CLR2CLK74LS162D*圖3.7RCO：進(jìn)位輸出端CLK：時(shí)鐘輸入端（上漲沿有效）；CLR：異步除掉輸入端（低電平有效）；LOAD：同步并行置入控制端（低電平有效）；ABCD：輸入端；QAQBQCQD：輸出端。74LS138和74LS162實(shí)現(xiàn)的主控制圖如圖3.8.圖3.84.信號(hào)

12、燈的設(shè)計(jì)該信號(hào)圖如圖3.9圖3.9.Multisim簡(jiǎn)介Mutltisim是一種仿真軟件，進(jìn)入其軟件系統(tǒng)，憂(yōu)如擁有一個(gè)虛假電子實(shí)驗(yàn)室，里面有很多元件庫(kù)。界面由多個(gè)地區(qū)構(gòu)成：菜單欄，各樣工具欄，電路輸入窗口，狀態(tài)條，列表框等。經(jīng)過(guò).對(duì)各部分的操作可以實(shí)現(xiàn)電路圖的輸入、編寫(xiě)，并依據(jù)需要對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)的觀(guān)察和分析。用戶(hù)可以經(jīng)過(guò)菜單或工具欄改變主窗口的視圖內(nèi)容。其菜單欄位于界面的上方，經(jīng)過(guò)菜單可以對(duì)Multisim的全部功能進(jìn)行操作Multisim供給了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶(hù)可以經(jīng)過(guò)View菜單中的選項(xiàng)方便地將頂層的工具欄打開(kāi)或封閉，再經(jīng)過(guò)頂層工具欄中的按鈕來(lái)管理和控制基層的工具欄

13、。經(jīng)過(guò)工具欄，用戶(hù)可以方便直接地使用軟件的各項(xiàng)功能。此中元件工具欄由兩部分構(gòu)成，即虛假元件工具欄和實(shí)質(zhì)工具欄。Multisim為用戶(hù)供給了豐富的元器件，并以開(kāi)放的形式管理元器件，使得用戶(hù)可以自己增添所需要的元器件。Multisim以庫(kù)的形式管理元器件，經(jīng)過(guò)菜單Tools/DatabaseManagement翻開(kāi)DatabaseManagement（數(shù)據(jù)庫(kù)管理）窗口（以以下列圖所示），對(duì)元器件庫(kù)進(jìn)行管理。在DatabaseManagement窗口中的Daltabase列表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：MultisimMaster和User。此中MultisimMaster庫(kù)中寄存的是軟件為用戶(hù)供給的元器件，U

14、ser是為用戶(hù)自建元器件準(zhǔn)備的數(shù).據(jù)庫(kù)。用戶(hù)對(duì)MultisimMaster數(shù)據(jù)庫(kù)中的元器件和表示方式?jīng)]有編寫(xiě)權(quán)。Multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果的分析，判斷設(shè)計(jì)能否正確合理，是EDA軟件的一項(xiàng)主要功能。為此，Multisim為用戶(hù)供給了種類(lèi)豐富的虛假儀器，可以從Design工具欄Instruments工具欄，或用菜單命令（Simulation/instrument）。五總結(jié)及心得拿到數(shù)字電路交通燈這個(gè)課題后，我們就開(kāi)始查閱有關(guān)資料，經(jīng)過(guò)一周多的時(shí)間終于達(dá)成了該課程設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)一周多不停的查資料讓我們累積了很多實(shí)質(zhì)操作經(jīng)驗(yàn)，已初步掌握了數(shù)電的應(yīng)用技術(shù)，以及數(shù)字電路的知識(shí)和有關(guān)器件

15、的應(yīng)用，我深刻意會(huì)到了數(shù)子電路技術(shù)對(duì)此刻現(xiàn)代社會(huì)的重要作用。經(jīng)過(guò)此次設(shè)計(jì)，我學(xué).會(huì)了很多東西，學(xué)會(huì)了嚴(yán)實(shí)的思慮，構(gòu)思及如何把計(jì)劃付諸于實(shí)際行動(dòng)之中。同時(shí)與社會(huì)的不停高速發(fā)展的步伐比較，我認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)的知識(shí)和技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，有些實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題還不可以夠解決，缺乏很多有實(shí)質(zhì)運(yùn)用價(jià)值的知識(shí)貯備，缺乏應(yīng)有的著手解決實(shí)詰問(wèn)題的能力，缺乏些高效利用及優(yōu)選大批資料的能力，缺乏資源共享及應(yīng)有的團(tuán)隊(duì)合作精神，有待進(jìn)一步提升，我應(yīng)該學(xué)好自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以適應(yīng)不停發(fā)展的社會(huì)。在此次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了如何有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源及圖書(shū)館的藏書(shū)，找到了幾個(gè)很不錯(cuò)的專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站，為此后的查閱專(zhuān)業(yè)方面的信息和互相之間的溝通打下了堅(jiān)固

16、的基礎(chǔ)，學(xué)會(huì)了如何看電路圖，鑒識(shí)電路圖，提升了自己的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，同時(shí)也培育了自己獨(dú)立解決實(shí)詰問(wèn)題的能力，也培育了自己仔細(xì)和謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度，收到了很大的啟迪，為此后的工作累積了些難得的經(jīng)驗(yàn)。六附錄.1總原理圖如圖1-1下：7408N*7408N*7403N*3AQA147404N*4B135V2.5V2.5V5C12D7404N*QD骨干道71510ENTGND9LOAD7408N*1CLR2.5V2CLKDCD_HEXDCD_HEX7408N*5VVDD74LS162D*2.5V43214321支干道2.5VVDD7432N*VCC5V15AQA315AQA35V1B21B2C6C69DQD79

17、DQD7811131113VCC14147404N*7404N*CLRCLR435UP5UP1.0kOhm_5%RSTOUT4DOWN4DOWN7DIS74LS192N74LS192N6THR2TRIVDD74LS138D*30kOhm_5%5CON1AY015GND2BY1143CY2131LM555CM*6G1Y312Y4115V4G2AY510Key=A50%5G2BY6947kOhmY77GND0.01uF10uF電子學(xué)工作臺(tái)801-111PeterStreet多倫,多ONM5V2H1(416)977-5550標(biāo)題：交通燈控制電路設(shè)描計(jì)述.:紅綠燈:史穩(wěn)穩(wěn):0001:1.0設(shè)計(jì)文檔編號(hào)校訂審查日期尺寸C:Dec26,2011:贊成圖紙1of1:圖5.1.2元件清單如表5-1元件序主要型號(hào)數(shù)目備注號(hào)參數(shù)1LM555CM1脈沖發(fā)生器274LS192N2可逆計(jì)數(shù)器374LS138D1譯碼器474LS1624加法計(jì)