数子电路课程设计

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1、西安邮电学院电子设计报告书——交通灯控制器学院名称：电子工程学院学生姓名：郑新磊专业名称：光电信息工程班级：光电0901班实习时间：2011年12月16日——2011年12月27日一、任务要求：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）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：控制器状态S0控制器状态S1控制器状态S2控制器状态S3次干道红灯亮主干道绿灯亮次干道红灯亮主干道黄灯亮定时30定时5秒定时20秒定时5秒次干道绿灯亮次干道

2、黄灯亮主干道红灯亮主干道红灯亮1.设次干道的红、黄、绿灯分别为r，y，g；主干道的红、黄、绿灯分别为R，Y，G，满足图1的工作流程并且可以并行工作：g（R）→r（G），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。图1：时序工作流程2.满足两个方向的工作时序：主干道红灯亮的时间应等于次干道黄、绿灯亮的时间之和；次干道红灯亮的时间应等于主干道黄、绿灯亮的时间之和。其中主干道，绿灯亮30秒，红灯亮20秒，黄灯5秒；次干道，绿灯20秒，红灯30秒，黄灯5秒。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

3、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：当次干道从红灯转换成绿灯时，置主干道数字显示为19，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，而次干道的红灯亮；同时，使得主干道的绿灯亮，并置主干道的数码管的显示为29。二、总体方案：1．分析系统的逻辑功能，画出其框图交通灯控制系统的原理框图如图2所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信

4、号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL:表示主干道或支干道绿灯亮的时间间隔，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。图2交通灯控制系统的原理框图2．分析系统的状态变化，列出状态转换表：（1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行，支干道禁止通行。绿灯亮足规定的时

5、间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。（2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，支干道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（4）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST

6、，系统又转换到第（1）种工作状态。交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表1所示，控制器应送出主、支干道红、黄、绿灯的控制信号。如下：控制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）主绿，支红主干道通行，支干道禁止通行S1（01）主黄，支红主干道缓行，支干道禁止通行S3（11）主红，支绿主干道禁止通行，支干道通行S2（10）主红，支黄主干道禁止通行，支干道缓行三、单元电路设计1.秒脉冲信号发生器产生稳定的“秒”脉冲（f=1Hz）,确保整个电路

7、装置同步工作和实现定时控制。由1个555定时器，1个103电容，1个4.7uF电容，1个5.1kΩ电阻和1个150kΩ电阻。其电路图如图所示：2．计时器：根据设计，主干道绿灯显示30秒，黄灯显示5秒，支干道绿灯显示20秒，黄灯显示5秒。序号状态U2U1U2U1时间序号东西南北D3C2B1A0d3c2b1a0D3C2B1A0d3c2b1a0绿黄红绿黄红0100110101100010100129100001021101011100101000281000010311011000001001112710000104110110010010011026100001

8、05110110100010010125100001