十字路口红绿灯控制系统

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1、课程设计十字路口自动红绿灯指挥系统设计题目学生姓名学号专业班级指导教师2015年7月30日目录一、主要指标及要求·····································1二、方案选择···········································1三、工作原理分析·······································1四、单元模块设计及分析·································24.1时钟信号脉冲发生器设计··························24.2定时器设计············

2、··························44.3延时电路设计····································54.4状态转换电路设计································64.5置数组合逻辑设计································7五、总电路图···········································9六、设计心得···········································9七、参考文献·······························

3、············10十字路口自动红绿灯指挥系统班级：指导老师:学生：学号：一、主要指标及要求1.自动完成绿－黄－红－绿－……工作循环；2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环；3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机；4．(*)信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。二、方案选择三、工作原理分析本电路分为五个模块，即时钟信号脉冲发生器、定时器、延时电路、状态转换电路、置数组合逻辑电路。其中由555定时器组成的时钟信号脉冲发生器为由两片74LS192计数器组成的定时器电路提供91Hz的脉冲信号，使计时

4、器能够正常计数。由三片双四选一数据选择器组成的置数组合逻辑电路分别为计数器置19s、4s、14s和0s等不同的数。当计数归零时，计数器的溢出信号使双D触发器的状态发生跳转，同时控制着绿黄红灯的亮灭，使得绿黄红灯亮时，定时器分别置19s、4s、14s。延时电路起到延时作用，当计数器计数归零时，溢出信号通过延时电路先使触发器状态发生翻转，再加载信号，使计数器置一个新数。四、单元模块设计及分析4.1时钟信号脉冲发生器时钟信号脉冲发生器选用555定时器主要用来产生秒脉冲信号。脉冲信号的频率可调，所以可以采用555组成多谐振荡器，其输出脉冲作为下一级的时钟信号。555定时器是一种模拟和数字功能相结合

5、的中规模集成器件。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555定时器构成多谐振荡器，组成信号产生电路接通电源后，VCC通过电阻R1、R2给电容C充电，充电时间常数为（R1+R2），电容上的电压vC按指数规律上升，当上升到VREF1=2VCC/3时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，RS=10，触发器被复位，放电管T28导通，此时v0输出低电平，电容C开始通过R2放电，放电时间常数约为R2C，vC下降，当下降到VREF2=V

6、CC/3时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，RS=01，触发器被置位，放电管T28截止，v0输出高电平，电容C又开始充电，当vC上升到时VREF1=2VCC/3，触发器又开始翻转。如此周而复始，输出矩形脉冲。其电路原理图如下：9电路的振荡周期为：振荡频率为脉冲的占空比为：要产生1Hz的脉冲信号，选取电路参数，，，代入公式得：。下图是输出端out接示波器后的仿真波形图：94.2定时器定时器选用可逆计数器74192，置数组合逻辑为定时器提供19、4、14秒的定时信号分别控制控制器状态的转换，当倒计数到零时，计数器产生的回零信号提供给双D触发器的CLK端，使触发器翻转，从而使不同颜色交通灯

7、状态发生跳转。计数器由两片74192构成，由双D触发器的输出Q1Q0决定预置时间，Q1Q0=00时，预置时间为19秒，Q1Q0=01时，预置时间为4秒，Q1Q0=10时，预置时间为14秒,Q1Q0为11时，预置时间为0。第一片74192控制十位数字，第二片74192控制个位数字，由于进行的是减法计数，所以CLK端接地，两个端和两个CPU端均接高电平，低位的CPD端接555定时器的输出脉冲信号，每当上升沿到来时，计数器记一