数字电路设计的新工具(3)new

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1、4.6╬形路口红绿灯控制电路的设计下面来介绍“╬形路口”红绿灯控制的设计。根据交通安全法规定，交通信号灯由红、绿、黄灯组成。红灯亮时，禁止车辆通行。绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行。黄灯亮时，已越过停止线的车辆可继续通行。先介绍已知条件。╬形路口如图4.6.1所示。为简单起见，行人由天桥或地道通过路口。四个方向的车道按A、B、C、D方向可以分为12个车道。每个方向有三个车道，分别代表左转车道、直行车道、和右转车道。四个矩形分别代表离四个方向路口有一定距离的测量车流量的传感器。

2、路口四个圆圈分别代表四个车道的红黄绿灯。A3、B6、C9、D12四个车道都是右转车道，可以一直保持通行，因而设计不考虑。A2、B5、C8、D11四个车道都是直行车道是设计控制的对象。A1、B4、C7、D10四个车道都是左转车道，为方便叙述，转弯车辆先行而直行车辆随后而行，车辆转弯时间固定为5秒，而不考虑该转弯车道车辆多少，因此测量车流量的传感器仅安装在A2、B5、C8、D11四个车道。当然也可再增加A1、B4、C7、D10四个左转车道的传感器，但就原理上而言并无实质区别仅是增加了系统因素个数、系统陈述的内容或者说

3、设计的工作量而已。图4.6.1╬形路口红绿灯控制条件说明而在1、4、7和10车道上的四个圆圈分别代表四个车道转弯的绿灯，其特点是A1和C7车道转弯绿灯同时亮或灭，而B4和D10车道转弯绿灯同时亮或灭。“亮绿灯”表示可以转弯，而“不亮”则表示不能转弯。由A2、B5、C8、D11四个车道传感器检测的车流多少决定各个车道红绿灯时间长短，而黄灯则是红、绿灯转换之前的提供的必要预留时间。在A1、C7车道“亮绿灯”、即转弯车辆运动至B车道和D车道一段固定时间内，A2、C8车道显示黄灯，而B5、D11车道显示红灯、B4和D10

4、车道绿灯灭（不亮）。在B4、D10车道“亮绿灯”49、即转弯车辆运动至A车道和C车道一段固定时间内，B5、D11车道显示黄灯、而A2、C8车道显示红灯、A1和C7车道绿灯灭（不亮）。根据各车道流量具体情况，将其分为三类：流量小（0-3辆），流量一般（4-8辆），流量大（9-16辆）。其意义是当A2、B5、C8、D11等四个方向的传感器在一定时间范围内检测到确定数值的车辆后，例如A2车道检测到2辆，则将其归类为A2车道流量小（0-3辆），又如B5车道检测到为6辆则将其归类为B5车道流量一般（4-8辆），再如C8车道

5、检测到为15辆则将其归类为C8车道流量大（9-16辆）。在这里，最多的车辆规定为16辆，这是根据经验或交通部门要求而定。当然也可再增加一个或几个类，但就原理上而言并无实质区别仅是增加系统陈述的内容或者说设计的工作量而已。设计要求：该电路将来自A2、C8、B5、D11车道传感器的已经过分类的流量信号做为输入，产生按车流量大小不同的红绿灯控制信号。4.6.1╬形路口红绿灯控制的系统陈述该系统语言陈述如下：（1）因为A2车道流量小（0-3辆）且B5车道流量小（0-3辆）且C8车道流量小（0-3辆）且D11车道流量小（0

6、-3辆），所以╬形路口的红、黄、绿灯控制步骤是：第一步，A2、B5、C8、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭、B4、D10车道转弯灯灭（本步实施5秒）；第二步，A2、C8车道黄灯亮而B5、D11车道红灯亮，且A1、C7车道转弯绿灯亮而B4、D10车道转弯灯灭（本步实施5秒）；第三步，A2、C8车道绿灯亮而B5、D11车道红灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭，且B4、D10车道转弯灯灭（本步实施20秒）；第四步，A2、B5、C8、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯灯和B4、D10车道转弯灯灭（本步实施5秒）

7、；第五步，A2、C8车道红灯亮而B5、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯绿灯灭而B4、D10车道转弯绿灯亮（本步实施5秒）；第六步，A2、C8车道红灯亮而B5、D11车道绿灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭、B4、D10车道转弯灯灭（本步实施20秒）。（2）因为A2车道流量小（0-3辆）且B5车道流量一般（4－8辆）且C8车道流量小（0-3辆）且D11车道流量小（0-3辆），所以╬形路口的红、黄、绿灯控制步骤是：第一步，A2、B5、C8、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭、B4、D10车道转弯灯灭（本步实

8、施5秒）；第二步，A2、C8车道红灯亮而B5、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯绿灯灭而B4、D10车道转弯灯亮（本步实施5秒）；第三步，A2、C8车道红灯亮而B5、D11车道绿灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭，且B4、D10车道转弯灯灭（本步实施30秒）；第四步，A2、B5、C8、D11车道黄灯亮，且A1、C7车道转弯灯灭、B4、D10车道转弯灯灭（本步实施5秒）；第