基于中小规模集成电路的数字交通灯的设计

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1、随着微电子技术和集成电路的发展，数字电路和数字科技得到飞速发展，几乎遍及方方面面。数字电路不仅能进行数值运算，进行逻辑判断和运算，而且工作可靠性高，抗干扰性强，所以本次设计采用数字电路。现在化的大城市交通越来越繁忙，交通灯的出现极大地缓解了交通压力。交通灯的设计比较实用，易于理解。结合制作交通灯的一般原理，再在本次试验设计要求的框架，充分发挥自己的想象，设计出自己的方案：一种简单的交通灯的模型。关键词交通灯；交通控制；数字化摘要1第1章绪论2第2章总体方案设计3第3章单元电路的设计43」倒计时计数器4

2、3.2信号灯转换器63.3黄灯闪烁控制9第4章仿真过程与效果分析1012致谢错误!未定义书签。16参考文献错误!未定义书签。附录系统总体电路图第1章绪论随着社会经济的发展，人口和汽车急剧增长，城市交通问题越来越引起人们的关注。特别是许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路

3、在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最人限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。交通灯作为指挥工具，对维持路面状况的稳定,保证车辆的畅通起到了很大的作用。尽管如此，交通问题仍然存在，如何妥善解决交通问题，寻求人、车、路三者协调，以成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。另一方面，自20世纪90年代，随着微电子技术和集

4、成电路的发展，数字电路和数字科技得到飞快发展，在屯子计算机、通信、自动控制、屯子测量、雷达、导航、工业交通等方面得到广泛的应用。随着计算机通信网、各种数据网、电子商务网、金融网络、数字语音和图像网络的开通，数字技术已渗透到国民经济的各个领域和人民生活的方方面面。数字化已成为衡量一个国家的经济发展水平和人民生活的一个重要标志。值得一提的是，为迎接2008年北京奥运会，欢迎世界各地得人来华观赛，北京市投入大量资金建立了大量的交通灯以维持路面的顺畅。由此可见，交通灯的普遍和实用性。交通灯的设计与制造，贴近我

5、们的日常生活，这样易于我们接受，同吋需要运用了数字电路得知识，于现代社会科技相接轨，一举两得。第2草总体方案设计交通灯控制系统的原理框图如图2・1所示。整个系统可以分为4个模块，秒脉冲信号发生器、倒计时计数电路、信号灯转换器和信号显示器组成。秒脉冲信号发生器是该系统中倒计时计数电路和黄灯闪烁控制电路的标准时钟信号源，倒计时计数器输出两组驱动信号T5和To,经信号灯转换器控制信号灯工作，倒计吋计数电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。秒脉冲发生器倒计时T5计时器TO信号灯转换器东西方向车道信

6、号南北方向车道信号图2-1交通灯控制系统原理框图根据系统框图分析数字交通灯的几个模块：秒脉冲选用74190芯片产牛秒脉（频率为1Hz）。倒计时计数器中的显示采用七段数码管作为显示，它由计数器驱动并显示计数器的输出值，而计数器选用集成电路74190进行设计从而实现其计数功能。信号灯转换器的设计可以采用集成计数器74163,也可以采用JK触发器组成。然而无论从原理还是从接法画线上，采用JK触发器组成的信号灯转换器都是比较简单易懂,工作效率高，而且不容易出错。第3章单元电路的设计3.1倒计时计数器十字路口要

7、有数字显示，作为倒计时提示，以便人们更直观地把握时间。具体为:当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1,计数方式工作，直至减到数为“5”和“0”，十字路口绿、黄、红灯变换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。在倒计时过程中计数器还向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号To。倒计时显示采用七段数码管作为显示，它由计数器驱动并显示计数器的输出值。计数器选用集成电路74190进行设计较简便。74190是十进制同步可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清

8、零输入端，但可以借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。表3-174190的状态表CTEND/UCLKLOADABCDQAQBQCQD0XX0XXXXABCD01POS1XXXXCountDown00POS1XXXXCountUp1XXXXXXXQaOQbOQcOQdOBQBQACTENZU/D?QCQDGND个位cDBQBQACTU/?QC如GN15+Vcc1514.1312.119VCCACLK