交通灯课程设计---简易交通灯控制电路

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1、简易交通灯控制电路简易交通灯控制电路摘要在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也变得多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。在该设计中，利用学过的数电知识，将交通灯的控制信号通过倒计时计数器，传递给交通显示灯和时间显示器，来控制整个十字路口的交通运行情况。其中秒脉冲是利用NE555来产生的，倒计时计数器是用计数器74LS192来设计的，另外还有74LS138设计的黄灯控

2、制电路，JK触发器设计的信号灯控制电路，七段译码显示器设计的时间显示器。这些部分共同构成一个完整的交通灯控制电路，来实现交通灯的自动化控制。关键词倒计时减计数器/JK触发器/七段译码显示器/数据分配器20简易交通灯控制电路1工作原理1.1设计分析根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计不分主次干道,两个方向的时间是相同的,东西方向通行30s,南北方向通行30s,这就要求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行30s完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行30s完之后,倒计时数字显示器也会显示到0，然后切换到东西方向,这样如此循环。这样

3、的话我们就要设计一个31进制计数器。根据我们所学的知识,可以用两片74ls192芯片来构成对应进制的计数器。我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现红绿灯的转换;当然当每个方向倒计时只有2s时,黄灯闪,一直到0为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到2时开始闪,我们就可以在此时发出一个脉冲然后一直保持到0;另外设置一个紧急开关,我们可以在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之一直处于亮的状态。方案一：首先给倒计时计数器即74ls192进行预置数,通过秒脉冲源发生器发送秒脉冲,此时倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行,当倒计时

4、器计时到2s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计时到0时,它将驱动信号控制器（JK触发器）来改变交通灯的显示。如此往复循环。20简易交通灯控制电路方案二：由555定时器设计的计时器,来驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器,然后通道选择器驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的黄灯控制器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器

5、,其中两个输出端就可以来作为交通灯选择器74138的输入。通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是555定时器来计时,所以无法显示倒计时的时间,并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通过紧急开关切换哪个方向先通行。我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案。1.2工作原理倒计时计数器信号灯控制电路黄灯控制器交通显示灯时间显示器紧急开关秒脉冲源图1.2交通灯控制电路原理图20简易交通灯控制电路2单元电路设计2．1倒计时计数器这里是采用两片74ls192芯片来构成31进制计数器,控制个位数字的74ls192的控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端D1C1B

6、1A1D0C0B0A0预置为00110000，使得刚开始计数时时间显示器显示数字31；而两个片子的8个输出端接到一起，一方面要经过一个与门和一个非门，接到JK触发器的控制端，来控制交通显示灯的转换，另一方面要经过一个与门接到控制十位数字和各位数字显示的74192的置数端，当输出为00000000时，则置数端为0，要重新进行置数，使得时间显示器重新显示为31；当输出为00000010时，由于74138数据分配器开始工作，产生脉冲，进而来控制黄灯的闪烁，使得在时间显示为2秒的时候黄灯亮。控制十位数字的74192的减计数控制端接控制个位数字的74192的借位输出端BO，而

7、控制各位数字的74192的的控制端要接到秒脉冲源上。两个74192的清零端都接在紧急开关的一端。20简易交通灯控制电路图2.1倒计时计数器原理图2.2黄灯控制电路这里是采用数据分配器74ls138，该芯片的输入端A、B、C分别接倒计时计数器电路图中的控制个位数字的74192的输出端QA、QB、QC，为了保证显示器只在倒计时时间为0到2秒时黄灯才亮，应把74138的使能端G1由倒计时计数器中的控制十位数字的74192的输出端都接一个非门与由倒计时计数器中的控制个位数字的74192的输出端QBQA的非接到一个与门上，然后3个20简易交通灯控制电路输出端Y0、Y1、Y