電工課設(shè)交通信號(hào)燈精編版

1、電工課設(shè)交通信號(hào)燈精編版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院（部）汽車學(xué)院專業(yè)能源與動(dòng)力工程班級(jí)學(xué)號(hào)629731目錄第一章前言摘要2主要技術(shù)指標(biāo)和要求2總體設(shè)計(jì)方案論證及選擇2設(shè)計(jì)摘要4第二章系統(tǒng)綜述 設(shè)計(jì)方案原理框圖4設(shè)計(jì)方案總體電路圖5第三章單元電路設(shè)計(jì)秒脈沖發(fā)生器6十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路8主控制器10倒計(jì)數(shù)器13顯示管譯碼器14第四章收獲與體會(huì)15附錄 A.主要元器件清單15B.參考文獻(xiàn)15第一章前言摘要在城市交通日益繁忙的今天，汽車進(jìn)入百姓家庭。因此，交通自動(dòng)指揮系統(tǒng)越來越重要，為

2、了確保行人和車輛的安全，實(shí)現(xiàn)紅綠燈對(duì)十字路口的自動(dòng)控制是城市管理自動(dòng)化的重要課題。交通信號(hào)控制系統(tǒng)是用來自動(dòng)控制十字路口紅黃綠三色燈的電子系統(tǒng)。其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮表示停車；綠燈亮表示允許通行。為確保行人和各種車輛的安全，保證正常的交通秩序，我們小組擬進(jìn)行簡易交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際生活中，加深對(duì)中規(guī)模集成電路的理解以及熟練掌握數(shù)字電路與模擬電路的靈活運(yùn)用。主要技術(shù)指標(biāo)和要求45255分別用紅、黃、綠色發(fā)光二級(jí)管表示信號(hào)燈；設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)顯示電路?？傮w設(shè)計(jì)方案論證及選擇，最初我們有三套備選方案：方案一9：1：6，5:1:10，所以，支支5s555555用秒脈沖

3、發(fā)生器，且其對(duì)信5555s16，應(yīng)選擇一個(gè)十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來控制，教材中學(xué)過74LS161，且電工實(shí)驗(yàn)中也使74LS1619、10、15、16的。連接上相應(yīng)的門電路、二極管使交通信號(hào)燈按要求正常工作。方案二包括：主控制器、清零裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、信號(hào)燈裝置及一些邏輯門。主控制器74LS29045s，50s，75s，80s方案三4J-K狀態(tài)100001010001001100001000圖四種情況狀態(tài)表在認(rèn)真討論分析之后，方案一成為我們的首選，因?yàn)榉桨敢槐容^容易理 74LS161課本有詳細(xì)介紹，電工實(shí)驗(yàn)中也使用過，比較熟悉，比方案二、三更容易實(shí) 現(xiàn)。設(shè)計(jì)摘要要實(shí)現(xiàn)上述交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制，則要求控制

4、電路由秒脈沖發(fā)生器、分頻器、主控制器、倒計(jì)數(shù)器、數(shù)字顯示譯碼器幾部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時(shí)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，我們選用CB555CR74LS161（十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器）QQQQ3 2 1 0作用下分別在 0（0s）、9(5*9=45s)、10(5*10=50s)、15(5*15=75s)時(shí)用組合邏輯電路使相應(yīng)信號(hào)燈電路導(dǎo)通（二極管發(fā)光），計(jì)時(shí)的作用，每次來一個(gè)脈沖倒計(jì)時(shí)器就變化一下（即為遞減一次）耗時(shí)一 30S50S把握時(shí)間。第二章系統(tǒng)綜述設(shè)計(jì)方案原理框圖（圖）主干道紅綠燈支干道紅綠燈圖設(shè)計(jì)方案原理圖設(shè)計(jì)方案總體電路圖（圖）組合邏輯電路圖總體電路圖第三章單元電路設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器（十六進(jìn)

5、制）輸入輸出閥值輸入(v)觸發(fā)輸入(v)I1I2復(fù)位(R)輸出(v )放電管TDo00導(dǎo)通11截止10導(dǎo)通1不變不變秒脈沖發(fā)生器5551Hz5551示。圖定時(shí)器原理圖脈沖信號(hào)周期：T=t圖輸出波形+t =ln2(R+2R)C（R+2R）?C，T=5s,R=R?,C470?Fp1p2121212因此，將 R1=R2=，C=470uF 按要求接入電路，在 U0（2）交流設(shè)計(jì)方案較為復(fù)雜，在此不加贅述。端輸出 T=5s 的矩形脈沖波uc圖uc圖5550555t秒脈沖的設(shè)計(jì)秒脈沖設(shè)計(jì)可以分為兩種方案：直流設(shè)計(jì)方案與交流設(shè)計(jì)方案。（1）512V，組0成的秒脈沖電路圖如圖圖，輸出波形如圖。圖秒脈沖電路圖t

6、 tp1p2t十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路5s1674LS1619、10、15、1674LS161，74LS161圖如圖。圖真值表圖時(shí)序圖圖接線圖圖管腳圖將脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)接在 CP 端，置數(shù)端接地，EP、ET、L 、DRQQQQ0-15D的計(jì)數(shù)。主控制器3 2 1 0主干道黃燈， 主干道黃燈， 主干道紅燈支干道綠燈 25s主干道綠燈， 主干道綠燈， 主干道紅燈5S圖時(shí)間0-45s45-50s50-75s75-80s主干道紅0011信號(hào)燈黃0100綠1000次干道信號(hào)紅1100燈燈黃0001綠001080s5s,5s74LS161的四位二進(jìn)制加法功能實(shí)現(xiàn)控制器。假設(shè) Q 、Q 、Q 、Q 分

7、別為 74LS161 的四個(gè)0123G Y R1、 2、 3G Y R；”1”表示燈亮，”0”表示燈滅。得出信號(hào)燈1、 2、 3圖信號(hào)燈邏輯狀態(tài)表Q圖信號(hào)燈邏輯狀態(tài)表QQQQ3 2 1 0計(jì)數(shù)數(shù)輸入邏輯變量燈的亮滅情況CPQQQQGYRGYR32101112220000010000110001100001200101000013001110000140100100001501011000016011010000170111100001810001000019100101000110101000110011101100110012110000110013110100110014111000110

8、0151111001010圖主控制器真值表由真值表可得出如下邏輯關(guān)系Y=Q?Q?QQ=QQ+?Q?Q1321 03 21：R=QQ+QQ?Q=QQQQ13 13 213 1 3 2G=?Q+Q?Q?Q?Q=?Q+?Q?Q?Q133210210Y=QQQQ23 2 1 0R=?Q+Q?Q?Q=?Q+?Q?Q23321321G=Q?QQ+QQ?Q+QQQ?Q=QQ?QQ?QQQQ?Q232 13 23 2 103 0 31 3 2定時(shí)器產(chǎn)生的矩形方波（T=5s）QQQQ3 2 1 0000011115s，QQQQ=00003 2 1 0QQQQ=100113 2 1 0熄滅。其他燈的亮與滅的實(shí)現(xiàn)方

9、法與此相同。經(jīng)過一系列計(jì)算可得到主控制器與指示燈連接的電路圖為所示。分頻處理后的脈沖圖倒計(jì)數(shù)器根據(jù)主干道與支干道紅綠燈交替狀況可知：當(dāng)主干道綠燈亮和支干道紅燈亮?xí)r50s5s30s5s往復(fù)，整個(gè)倒計(jì)時(shí)器完成。74LS190、74LS191、74LS19374LS19074LS19074LS19050S端30S端時(shí)鐘脈沖50S端30S端時(shí)鐘脈沖74LS19074LS1907447顯示管譯碼器74LS24774LS247圖七段顯示譯碼器功能表AB圖接線圖其中 A、B 均與主控電路相連接，由主控電路對(duì)其進(jìn)行置數(shù)。第四章收獲與體會(huì)通過本次簡易交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多書本上沒有的知 合實(shí)現(xiàn)總的

10、功能，這種思路對(duì)今后我們分析復(fù)雜問題具有指導(dǎo)意義。在設(shè)計(jì)中通過查閱資料培養(yǎng)了我們對(duì)課本知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的能力，提高了獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。在設(shè)計(jì)過程中，我們也遇到不少問題，也總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)，比如：今后設(shè)計(jì)電路時(shí)不僅要考慮其合理性，還要考慮其現(xiàn)實(shí)可行性，盡量使電路設(shè)計(jì)的簡潔，原件用的少，這樣才能避免不必要的錯(cuò)誤發(fā)生。總之，實(shí)踐出真知，我們只有將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，才能真正掌握這些知識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。通過本次實(shí)踐我和同學(xué)們學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了共同努力和解決問題，但是由于我們的知識(shí)水平有限，可能在設(shè)計(jì)的方案上會(huì)存在一些問題與不足，懇請(qǐng)老師斧正。附錄A.主要元器件清單74LS161474LS190474LS2474SEVEN_SEG_COM_A4555555_VIRTUAL1B.參考文獻(xiàn)電子