交通灯控制逻辑电路设计

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1、电工电子技术课程设计交通灯控制逻辑电路设计姓名：景德镇陶瓷学院机电学院2008年01月04日目录11一、概述…………………………2二、方案论证…………………………2三、各单元电路的说明…………………………4四方案实现…………………………6五、安装与调试…………………………8六、元件明细表…………………………9七、参考文献…………………………10八、设计小结、体会…………………………10九、交通灯控制系统的电路逻辑图…….……………………11一、概述为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y

2、）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。11二、设计任务和要求设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG；东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR，EWY，EWG，则满足图4.1的工作流程并且可以并行工作：NSG（EWR）→NSR（EWG），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。时序工作流程见图4.2所示：　　11　图4.3中，假设每个单位时间为4秒，则南北、东西方向的绿、黄、红灯亮的时间分

3、别为24秒、4秒、24秒，一次循环为48秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为24，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为4，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东

4、西方向的数码管的显示为24。           4.可以手动调整脉冲时间，夜间为黄灯闪耀。三、设计过程1.课题分析根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图4.1，设计方案可以从以下几部分进行考虑。交通灯控制器的系统框.图如图4.1所示。112.方案论证1.1Hz标准脉冲和分频器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。因十字路口每个方向绿、黄、红灯亮时间比例分别为5：1：6，所以，如果选4秒为一单位时间，则计数器每计数4秒输出一个脉冲。这一电路用D触发器可实现。2.计数器按计时要求记录秒脉冲的数目，完成计时任务，向交通灯控制器发出相应的定

5、时信号，控制两条道路通车时间和绿灯变红灯的切换时间。2.交通灯控制器由波形图可知，计数器每工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。计数可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里我们选用中规模1174LS164八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。扭环形计数器的状态表如表1.1所示。根据状态表，我们不难列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式： 南北方向东西方向红黄绿由于黄灯要求闪耀几次，所以用1Hz的标准脉冲和EWY或NSY黄灯信号相“与”即可。表4.1状态表T计数器输出南北方向东西方向Q0Q1Q2Q3Q4Q5NSGNSYNSREWGEWYEWR00

6、00000100001110000010000121100001000013111000100001411110010000151111100↑000161111110011007011111001100800111100110090001110011001000001100110011110000010010↑04.译码驱动电路按照交通灯控制器所处的状态进行译码，然后驱动相应的信号灯，指挥道路的行人和车辆。3.显示控制部分显示控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为“0”停止。译

7、码显示可用74LS47驱动BCD码七段译码器，计数器采用可预制加、减计数器，如74LS168、74LS190、74LS193等。4.手动、自动控制，夜间控制采用选择开关进行。置开关在手动位置，输入单次脉冲，可以使交通灯处于某一位置上；开关在自动位置上时，交通信号灯按自动循环工作方式运行。夜间时，将夜间开关接通，黄灯将一直闪耀，提醒过往行人注意。四、方案实现1.单次手动及脉冲电路如图3.0所示。单次脉冲是由两个与非门组成的RS触发器产生，当S2在手动位置，且按下S1时，有一个脉冲输出使74LS164移位计数，实现手动