交通信号灯控制电路设计

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1、交通信号灯控制电路设计目录 一、设计目的、任务　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥２二、设计方案比较及选择　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３<一>方案说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３方案一　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３方案二　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥４<二>方案比较　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥５三、总体功能说明　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥６四、各单元电路图及功能说明　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７1、时序脉冲产生和分频电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７　２、倒计时计数电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥８3、

2、状态控制电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥９　4、显示电路　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１１五、设计总结　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１３＜一＞调试过程　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１３　　＜二＞实习心得　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１４　　＜三＞实习建议　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１５六、附录　‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１６ 一．设计目的、任务 1．设计课题交通信号灯控制电路设计2．设计目的习了一个学期的《数字逻辑》课程，这次的课程设计主要是要综合了解与运用所学的知识，通过这次的课程设计来检测这

3、一学期所学的知识。通过制作来了解交通灯控制系统，了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用。交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制。在现代化的大城市中，十字交叉路口越来越多，在每个交叉路口都需要有一个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理。本次的设计就是基于此目的而设计的。3．设计任务     十字交叉路口分纵、横两组信号灯控制。     每组有红、绿、黄三色信号灯显示。     各干道亮灯顺序为：红—>绿—>黄—>红—>绿……，红灯黄灯、绿灯的亮灯时间比例为3：2：1。     分别用2

4、位（共4位）LED显示纵、横两路的绿灯亮时间。     设计该电路并画出整体电路原理图。     完成设计电路连接与调试。     写出设计说明书。二．    设计方案比较及选择 基于设计目的与设计任务，我设计了两种方案实现红绿交通灯控制方案。以下是这两种方案的说明与比较。（一）方案说明：方案一：采用1个双向移位寄存器74LS194来实现状态控制电路。输出端Q0接绿灯2，Q1接黄灯2，再将Q0与Q1相或接红灯1。首先将Q0置为1，Q1、Q2、Q3置为0，使绿灯2与红灯1先亮，接着进行移位，使黄灯2和红灯1亮。同样的，将Q2、Q3分别接绿

5、灯1和黄灯1，Q2、Q3相或接红灯2，实现另一路交通灯的控制。倒计时计数电路，此方案采用2片74LS192来实现。将绿灯1与绿灯2相或接到74LS192的LD端，通过对74LS192置数“0010，0000”（20）来实现绿灯的倒计时计数。对于显示电路，此方案采用4片74LS48与4片LED，与计数器74LS192的综合使用来实现。采用2片74LS161以及若干与门、与非门、或门来实现延时电路。此部分采用32进制，首先输出一个脉冲，延时为20秒，接着输出另一个脉冲，延时为10秒，此时，将Y2通过非门连接到74LS161的CR端，来实现清

6、零功能。使用电路选取前30种状态，将后两种状态排除，实现交通灯30秒的计时功能（绿灯20秒+黄灯10秒）。该部分功能完成之后，将Y1与Y2相或，接到状态控制电路。此部分电路原理图如下：方案一延时电路 方案二：采用2双向移位寄存器74LS194来实现状态控制电路。首先对其进行置数，将Q0的值置为1，Q1、Q2、Q3的值置为0，，将Q0与Q1用或门相接，接到绿灯1，再与Q2相或，接到红灯2，将Q2接到黄灯1。同样的，将低位的74LS194的Q0-Q1端接到相应的交通灯上，接着将M1M0置为“01”，实现移位功能，实现状态控制电路。倒计时计数

7、电路，此方案采用4片74LS192来实现，一路绿灯用2片74LS192实现。将绿灯1和绿灯2分别接到74LS192的LD端，将其置数为“0010，0000”（20），来实现绿灯的倒计时计数功能。显示电路则采用4片74LS48与4片LED，与计数器74LS192的综合使用来实现。采用1片74LS161以及一个与非门来实现延时电路，此部分电路相当于将1HZ的CP放大10倍，接到状态控制电路。电路原理图如下所示：方案二延时电路 （二）方案比较：方案一的状态控制电路与倒计时计数功能采用74LS194以及74LS192，易实现，与方案二一样。但是

8、方案一的延时电路较方案二来说，更为复杂一点，用到的芯片较多，接线更为复杂，比较不容易掌握和理解，而方案二的延时电路只用了一片74LD161及一个与非门就可以实现，比较容易。相较之下，我采用方案二来实现此次的