交通灯控制电路设计报告

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1、交通灯控制电路设计报告目录一．设计任务和要求……………………………………2二．设计方案的总体思路与选择………………………31.时钟信号发生器电路设计论证…………………………42．定时器设计论证……………………………………………43.控制器论证…………………………………………………44.信号灯的论证………………………………………………4三．电路设计计算与分析………………………………51.秒脉冲的设计……………………………………………52.定时器电路的设计…………………………………………63.控制器的设计………………………………

2、………………84.信号灯的设计……………………………………………13四．Multisim简介………………………………………14五．总结及心得…………………………………………15六．附录…………………………………………………161．总原理图………………………………………………162．元件清单………………………………………………17七．参考文献……………………………………………18一．设计任务和要求1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。3.主干道交

3、替允许通行，主干道每次放行25s、支干道25s。设计25s计时显示电路。4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中德车辆有时间停到禁止线以外，设置5s计时显示电路。二．设计的方案的总体思路与选择根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次干道的,但两个方面的时间是相同的,每次放行25s,这就要求我们要有一个计数器,用两片74LS192芯片来构成对应进制的计数器。在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，需设计一个5s的倒计时。74LS192的功能表如表2-

4、1：表2-1功能表交通灯控制结构图2.1如下：主干道信号灯支干道信号灯主控制器时钟信号计时器图2.1交通灯控制结构图1.时钟信号发生器电路设计论证产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。即可选择555定时器组成多谢振荡器产生1Hz的脉冲。2．定时器设计论证定时器实质上是对秒脉冲的计数。由于交通灯是按倒计时显示的，所以使用倒计时计数芯片。所谓倒计时计数是指进行减计数。这里我们采用功能强大的74LS192n芯片。它是一块可预置数可逆计数芯片。3.控制器论证控制器是交通灯控制电路的核心。通过主控制计数器（

5、74LS160）控制电路的运作和红绿黄灯三种信号灯的转换，用两条Q1Q0输出取四种状态。采用译码器（74LS138）译码。减法计数器的十位和个位分别接译码器和静态数码管来显示时间的倒计时。通过电路与静态显示管来循环显示25,5,25,5这四个数。4.信号灯的论证题中已要求采用信号灯，并且使用红、绿、黄三种颜色。为了更逼真我们将在各条通道上使用两组相同灯作为各个方向的交通信号灯，而且从各个方向看去灯的从左到右的顺序为绿、黄、红排列。三．电路设计计算与分析1.秒脉冲的设计采用555定时器构成多谐振荡器产生周期为1s，其频率为1H

6、z的脉冲。由公式T=0.7(R1+2R2)C采用滑动变阻器R可调占空比，可取C=10uF,R1=1k,R2=30k，滑动变阻器R=47K，带入公式可得f约等于1Hz。其原理图如下：图3.1可得示波器输出波形图3.2为：图3.22.定时器电路的设计定时器实质上是对秒脉冲的计数。由于交通灯是按倒计时显示的，所以使用倒计时计数芯片。所谓倒计时就是减法计数器。由于显示2位数，我们需要采用两片74LS192级联构成。当减到00时，让芯片置成25，这样第00秒将显示25，而不显示00。我们注意到十位显示只显示0、1、2，数25。从74L

7、S192的时序逻辑图中可以看出，它是在计数脉冲的升沿时进行的相应动作，所以当它置数后要等到下一秒钟的上升沿到来时再进行一次减计数。在multisim选出元件74LS192N，图3.3引出端符号：LOAD:置数端；CLR：异步清零端；UP：加法计数；DOWN:减法计数；BO：借位；CO：进位；ABCD：输入端；QAQBQCQD：输出端；级联两片可得出如图5图3.4定时器电路3.控制器的设计主控制器是主控电路属于时序逻辑电路，状态控制器是系统的核心部分，由它决定交通灯处于哪一个运行状态。从而使相应的交通灯点亮，并决定下一个状态的

8、预置电路该预置的信号灯的预置值。通过74LS160控制主支干道红绿黄灯亮灭的四种状态：主干道绿灯亮和支干道红灯亮，主干道通行，启动25s定时器，状态为S0；主干道黄灯亮和支干道红灯亮，主干道停车，启动5s定时器，状态为S1；主干道红灯亮和支干道绿灯亮，支干道通行，启动25s定时器，状态为S