新改十字路口交通管理控制器

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1、十字路口交通管理控制器的设计科目：数电实验老师：组员：题目:十字路口交通管理控制器的设计要求完成的主要任务:基本部分①可用LED模拟交通灯；②主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为30秒、30秒、30秒；次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为30秒、30秒、30秒；③主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。摘要交通灯控制系统在城市交通控制中发挥着重要的作用，本次课程设计就是以城市交通灯控制系统为背景的，主要通过运用学过的数字电路设计的知识完成基础的交通灯基本功能，包括时间的定时和交通灯各种状态之间的转换，并且要实现通行和

2、禁行的时间的设置，通过结果看设计是否符合要求。关键字：交通灯减计数器状态译码数字电路仿真引言交通信号灯在城市交通中起着非常重要的作用，他通过主道和次道的交通信号灯之间的变换，控制着交通，交通信号灯的控制主要依靠数字电路，运用所数字电路的设计知识可以轻松的设计交通信号灯的控制系统。交通灯控制系统主要由状态转换控制器，减计数器，译码显示，秒脉冲发生等几个模块组成，其中状态转换控制器主要完成状态转换和对各种状态的译码功能，减计数器主要完成交通灯时间倒计时的功能，译码显示模块主要实现对减计数器内数值进行译码显示的功能，其计数脉

3、冲的时钟源来自秒脉冲发生模块。本次课程设计主要目的便是设计具有交通灯控制系统基本功能的数字电路的设计，并对所设计电路进行调试。十字路口交通管理控制器的设计1.十字路口交通管理控制器设计说明1.1设计说明在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿越。时钟电路主道计数器次道计数器译码显示器译码显示器组合电路组合电路秒脉冲电路主绿主黄主红次绿次黄次红计数器组合逻辑电路图1交通管理控制器框图1.2设计要求基本部分①可用LED模拟交通灯；②主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为

4、30秒、30秒、30秒；次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为30秒、30秒、30秒；③主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。时序关系应该符合如下要求：30秒主道路绿灯：30秒主道路黄灯：60秒主道路红灯：30秒次道路绿灯：30秒次道路黄灯：60秒次道路红灯：循环周期图2交通灯时序图2.方案的设计与论证2.1系统设计框图本次交通灯控制系统的设计主要由状态控制模块，减计数模块，译码显示模块，计时时间预置模块，秒脉冲发生模块几部分构成，各模块间的方案设计与论证如下：2.2状态控制器模块方案设计本次交通灯控制系统可划分

5、为四个状态（S0,S1,S2,S3）,具体表示为表1：交通灯状态表状态主道交通灯次道交通灯绿黄红绿黄红S0100001S1010001S2001100S3001010注：表格中1表示相应的灯亮，0表示相应的灯灭。由于涉及四个状态之间的转换与循环，属于时序逻辑电路的范畴，根据学过的数字电路的相关知识可以利用同步时序逻辑电路的设计方法利用触发器和常见的逻辑门设计一状态转换电路，由于只有四种状态，因而仅需要两个触发器和常见的逻辑门电路即可，该方案的优点是电路的针对性强，能很好的达到设计要求。按如下方式进行循环00011011

6、状态转换图具体状态分配如下：表2：计数器状态分配表状态Q1Q0S000S101S210S311该方案不仅能完成设计要求，而且电路简单，因而选择该方案。2.3状态译码器模块方案设计状态译码器主要完成对计数器的四种状态进行译码，从而见计数器的各种状态转化为交通灯的各种状态，另外在本次设计中状态译码器还要完成对主次道路减计数预置数的选择功能。对应对交通灯状态译码真值表如下：表4：交通灯译码真值表状态Q1Q0主道交通灯次道交通灯GYRgyrS000100001S101010001S210001100S311001010各个交通

7、灯的逻辑函数表达式如下：状态译码器选择下面方案由于只涉及四个状态，并且从得到的逻辑函数表达式来看，函数表达式较为简单，因而可以采用简单的门电路进行译码，从结果来看之需要两个非门和四个与门即可完成对状态的译码。2.4减计数模块的设计交通灯的减计数分主干道和支干道两部分，由于两部分的计数时间不同因而要分别采用两个计数器对其进行计数，计数采用倒计时的方式，因而需要采用带减计数功能的计数芯片。方案设计：减计数器采用74190，功能表如下表5：74190功能表应用时将计数器接成减计数状态，通过改变计数的初始值来改变计数周期，预置

8、数通过预置数模块提供，计数长度超过十，因而要采用两片减计数芯片，具体实现电路如下：图2减计数电路电路采用将借位输出反馈至预置数控制端实现预置数的功能，减计数时钟采用秒脉冲发生模块提供的秒脉冲信号，从而实现减计时的功能。两片芯片采用同一时钟源，可有效的防止干扰。2.5译码显示模块方案设计译码显示模块主要实现对计数器的状态进行译码显示