基于数字集成芯片的交通灯电路设计

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1、基于数字集成芯片的交通灯电路设计1前言随着我国国民经济的发展，人民生活水平□益提高，越來越多的汽车进入寻常老百姓家，这就造成道路拥挤，尽管政府想办法拓宽道理，但还是跟不上发展的脚步，诸如北京、上海、南京等大中城市均出现道路交通超负荷运行情况。因此，自80年代后期，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成初期，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道路的系统研究和控制，扩建道路并没冇充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。所以，如何采

2、用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，越來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。在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越來越重要的作用，并己成为交管部门管理交通的重耍工具Z-o城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。由于现代社会模拟电了技术基础和数字电了技术基础的高速发展，因而由这种技术制造出來的产品也越來越先进，交通信号灯控制电路就是其中之一。交通信号灯控制电路的应用

3、十分广泛，通过各种组合逻辑电路的组合和秒脉冲的激励，可以很清晰地将信号灯的亮灭情况反映出來，便于人们的观察，以及解决交通问题。它具有亮灭准时精确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。它广泛用于大中小各个城市中人口聚集的地方。交通信号灯控制电路的设计涉及到模拟电了技术与数字电了技术。其中，绝大部分是数字电路部分：逻辑门电路、计数器，触发器，555定时器等的基本原理。交通信号灯控制电路的设计与制作不仅加深了对数字电路的了解，而且由于交通信号灯控制电路包括组合逻辑电路和时序电路，进一步学习与掌握齐种组合逻辑电路与时序电

4、路的原理与使用方法，为数字电路的制作提供思路。本系统采用小规模集成电路构成交通信号灯控制电路的硕件电路，由555定时器构成的多谐振荡器作为秒脉冲产生电路，经过JK触发器，驱动对应发光二极管工作，來控制组合逻辑电路实现其逻辑功能。最后用屯路仿真软件绘制出交通信号灯控制电路的完整电路图。对数字电路的学习起到了良好的辅助作用。自从交通灯诞生以來，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动

5、化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段。2电路工作原理交通灯电路总功能框图如图2-1所示，其工作过程是：接通电源吋，555定时器在电阻电容共同组合下形成多弦振荡器，产生1HZ的时基信号，然后将信号传给74LS190o74LS190和74LS191共同组合形成倒计吋组合，为整个电路提供系统吋间控制。然后驱动数码管显示倒计时吋间，同吋在逻辑电路的配合下驱动对应的数码管工作。实现模拟交通红绿灯工作。图2-1交通灯总体功能框图3单元电路原理在本电路设计中用到1个74LS190计时芯片、1个74LS191计时芯片、JK触发器

6、、555芯片、门电路和若干按钮开关等元件。3.1计时芯片74LS190、74LS191计时芯片的引脚图如图3-1、图3-2和图3-3所示:理d/uqcqdgndc图3-174LS190引脚图#190/LS190昶堅ID/U—(14)CLK—loadIHL^常cJ22UdJ2L_CTRDV10G1M2(DOWN]2(CT«0}Z6M3[UP]3(CT=9)Z6G4C5(12)I~MAX/MIN6丄4(1)12?14]w~Qa忒Qb万Qc—Qd图3-274LS190引脚图Z191/LS191CLK,14)LOAD—CTRDIV

7、16G1M2(DOWN!2{CT=«0)26M3(UPl3(CT»15)Z6S1,271,3+G4C56,1.4(12)—MAX/MIN^(13>RCO(1515D

8、1)(3)(1)⑵(10)12]⑹⑷(9)(71⑻DABC图3-374LS191引脚图QaqbQcqd3.2二进制的BCD码译码管74LS48二进制的BCD码译码管74LS48引脚图如图3-4：Vocfgabcde冏冏冋而冋而而rnpLdL2JLaJL±JL£JLLlLJLLJBCETBI/RBOR0lDAGMD图3-474LS48引脚图内部逻辑图如图3~5所

9、示：功能表如表3-6所示:表3-674LS48功能表F■INPUTSif—OUTPUTS—>DECIMALORFUNCTIONLTRBIDCBABI/RBOabcdefgNOTE0HHLLLLHHHHHHHL11HXLLLHHLHHLLLL12HXLLHLHHHLHHLH3HXLLHHHHHHHLLH4