交通信號燈控制電路的設(shè)計與仿真

交通信號燈控制電路的設(shè)計與仿真

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：1.信號燈白天工作要求

某方向綠燈點亮20秒，然后黃燈點亮4秒，最后紅燈點亮24秒。在該方向為綠燈和黃燈點亮期間，另一方向紅燈點亮。如果以4秒作為時間計量單位，則某一方向綠、黃、紅三種指示燈點亮的時間比例為5：1：6。從點亮要求可以看出，有些輸出是并行的：如南北方向綠燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向黃燈亮。信號燈采用LED紅、綠、黃發(fā)光二極管模擬。2.夜間工作方式

南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動一次。其它燈不亮。要求設(shè)置一個手動開關(guān)，用它控制白天和夜間工作方式。信號指示燈白天點亮流程圖南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮5t南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮1t南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮5t南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮1t北南西東設(shè)計要求：（1）要求根據(jù)設(shè)計要求實現(xiàn)交通燈的現(xiàn)實功能；（2）用Multisim進(jìn)行仿真（3）設(shè)計說明書；1秒脈沖產(chǎn)生電路:由于黃燈點亮?xí)r按秒閃動以及時間顯示按秒倒計時，所以需要設(shè)計秒脈沖產(chǎn)生電路。秒脈沖產(chǎn)生電路實際就是一個多諧振蕩電路，它可以是用門電路和電阻、電容組成的多諧振蕩電路，也可以是用定時器555和電阻、電容組成的多諧振蕩器。為了電路簡單和調(diào)節(jié)振蕩周期方便，選擇用555定時器組成多諧振蕩器。十二進(jìn)制計數(shù)器:計數(shù)器可以用觸發(fā)器組成，也可以用中規(guī)模集成計數(shù)器組成，以及用移位寄存器組成環(huán)形或扭環(huán)形計數(shù)器。建議用中規(guī)模移位寄存器組成扭環(huán)形12進(jìn)制計數(shù)器。分頻器:

上述十二進(jìn)制計數(shù)器的時間單位為4秒，即它的CP脈沖為4秒。為了使整體電路工作步調(diào)一致，4秒脈沖應(yīng)該利用秒脈沖經(jīng)分頻獲得，這就需要設(shè)計一個4分頻器電路。秒脈沖經(jīng)4分頻后得到4秒脈沖，將其作為十二進(jìn)制計數(shù)器的CP脈沖。采用兩個D觸發(fā)器組成4分頻器電路?？刂齐娐返奶攸c：從點亮要求可以看出，有些輸出是并行的：如南北方向綠燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向黃燈亮。因此采用組合邏輯設(shè)計。組合邏輯電路：將十二進(jìn)制計數(shù)器作為組合邏輯電路的輸入，而組合邏輯電路的輸出去驅(qū)動?xùn)|西和南北兩個方向的信號燈的點亮。東西信號燈南北信號燈組合邏輯電路十二進(jìn)制計數(shù)器四分頻器秒脈沖產(chǎn)生電路系統(tǒng)電源工作方式控制開關(guān)其整體電路框圖如下圖所示：

信號燈采用三極管9031驅(qū)動，其額定電流與額定電壓應(yīng)滿足三級管的驅(qū)動能力，電源電壓采用直流5V，通過變壓器將市電降壓到交流9V，在通過整流橋整流濾波和穩(wěn)壓塊7805得到直流5V電壓。直流穩(wěn)壓電源的任務(wù)是為整體電路提供直流電源。故穩(wěn)壓電源電路的輸出電壓值和輸出電流值應(yīng)滿足整體電路的需要。作為一個實際的應(yīng)用系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源是必不可少的。本次課設(shè)設(shè)計的交通信號燈控制電路需要使用穩(wěn)定的5V直流穩(wěn)壓電源來驅(qū)動各芯片使電路其正常工作。因此需要設(shè)計輸出為5V的直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源包括變壓器降壓、二極管（或整流橋）整流、電容濾波、集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓四部分。直流穩(wěn)壓電源原理圖由于黃燈點亮?xí)r按秒閃動以及時間顯示按秒倒計時，所以需要設(shè)計秒脈沖產(chǎn)生電路。秒脈沖產(chǎn)生電路實際就是一個多諧振蕩電路，它可以是用門電路和電阻、電容組成的多諧振蕩電路，也可以是用定時器555和電阻、電容組成的多諧振蕩器。為了電路簡單和調(diào)節(jié)振蕩周期方便，采用555定時器組成多諧振蕩器。555多諧振蕩器原理圖由信號燈白天點亮流程圖可以得知，任何方向的信號燈的一個工作循環(huán)為十二進(jìn)制（綠、黃、紅時間比例為5：1：6），因此需要設(shè)計十二進(jìn)制計數(shù)器，循環(huán)工作控制白天信號燈的點亮。因此，用移位寄存器組成十二進(jìn)制計數(shù)器，擬選用8位串入并出移位寄存器74LS164。十二進(jìn)制計數(shù)電路的設(shè)計74LS164引腳圖74LS164功能表器原理圖應(yīng)用電路：用74LS164組成的12進(jìn)制扭環(huán)型計數(shù)器電路，其電路圖如下圖所示。011上述十二閑進(jìn)制計數(shù)島器的時間非單位為4剩秒，即它悉的CP脈滑沖為4秒孔。為了使筋整體電路鞋工作步調(diào)訂一致，4嚴(yán)秒脈沖應(yīng)卸該利用秒允脈沖經(jīng)分柄頻獲得，疫這就需要輪設(shè)計一個弦4分頻器榮電路。秒享脈沖經(jīng)4救分頻后得瞞到4秒脈塞沖，將其盯作為十二擁進(jìn)制計數(shù)載器的CP慘脈沖。本礎(chǔ)次課程設(shè)購計使用兩煙個D觸發(fā)品器組成4棟分頻器電拴路。分頻器宇電路的犧設(shè)計四分頻皮的電路鍛原理圖邏輯控制喪電路是本透設(shè)計的核鎮(zhèn)心電路，討由它控制話交通信號宮燈按要求油方式點亮客(一般經(jīng)界驅(qū)動電路獲去控制信查號燈)。師根據(jù)白天版信號燈的且點亮要求鞋，將時序檔邏輯電路抄的輸出作貓為組合邏避輯電路的純輸入，而狂組合邏輯昆電路的輸安出給信號購燈的驅(qū)動袋電路。夜方晚工作方杜式也需要辨組合邏輯污電路的功敏能以及秒店脈沖通過精與門實現(xiàn)沈。組合邏籍輯電路的呀真值表如嫌圖所示：邏輯控制原理圖010011111110邏輯控制原理圖11000111數(shù)字鐘棗電路組矮成框圖星期顯示星期驅(qū)動小時顯示小時驅(qū)動分鐘驅(qū)動分鐘顯示秒顯示秒驅(qū)動進(jìn)位清零進(jìn)位清零進(jìn)位清零二分頻秒脈沖14級呢分頻327投68H急z振蕩衣器f=2H牲z,T=布0.5Sf=1H輔z,T=旗1S校表校表校表降壓變壓耐器220V伐交流電整流、勾濾波、剃穩(wěn)壓+5V謝謝觀看/歡迎下載BY泊FAI假TH請IM馳EAN焦A吸VIS睛ION諒OF半GO讀OD尸ONE扇CH剪ERI崖SHE烤SA時ND賀THE騰EN嶺THU戶SIA寫SM汁THA梢TP么US