数字电路课程设计报告书——交通灯

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1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器系部名称:学生姓名:专业名称:班级:自动化学院测控技术与仪器测控0801实习时间:2010年6月7日至2010年6月18日题目：交通灯控制器一实验目的1、利用所学的数字屯路知识设计一个交通信号的控制电路，常握各元器件的工作原理和实际应用；2、培养动手能力以及排除故障的能力，实现交通信号灯的控制功能。二实验要求1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求主干道车道和支干道车道两条交叉道路上的车辆交替运行。在十字路口的两个方向上各设一组红、黄、绿灯,红灯表示禁止通行，绿灯表示可以通行。设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁

2、止通行时间。主干道每次通行亮绿灯时间设为30秒；支干道每次通行亮绿灯吋间设为20秒。2、在绿灯转为红灯时，主支道都要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；3、选做1：当任意方向出现特殊情况，按卜•手动开关，其中一个方向常通行，计时停止；当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常通行状态。4、选做2：主支干道方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，毎一种灯亮的时间也要求都用显示器进行显示（釆用计时的方法）即要用两组数码管，实现双向倒计时显示。5、红绿灯交通信号系统外观示意图如图所示：SO•OO红灯•苗灯O绿灯O三使用元件器件数量器件数量555定时器1面包板174LS001发光二级管

3、674LS042100欧电阻174LS1613150千欧电阻174LS0814.7千欧电阻174LS13914.7微法电容174LS7410.01微法电容174LS482数码管2!1!总体方案的设计交通灯控制系统主要由时钟产生电路、主控制电路、计时控制电路和交通信号显示电路组成。时钟产生电路是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源。译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路驱动信号灯工作。主控制器是系统的主耍部分，由他控制其他电路Z间的I•办调工作。其系统框图如下图所示：五单元电路的设计1、时钟脉冲产生电路脉冲控制电路是利用555定吋器及两介电阻，两个电容等组成的一•个多谐

4、振荡器，它可以发岀连续脉冲，从而控制两片74161组成的计时电路CLK端。它的周期T=0.7(R1+2R2)C,本次实验中其周期约为1秒。注1：555定时器产生的脉冲同时输送给74LS161组成的计时电路CLK端；注2：555定时器简介：555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6

5、脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。4脚是复位端,当4脚接入低电平时，贝IJVO二0；正常工作时4接为高电平。5脚为控制端，平时输A2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01nF电容到地，起滤波作用，以消除外來的T•扰，确保参考电平的稳定。kOhm555•GNDVCCTRIDISOUTTHRRESCON4.7uFII150kOhm0.01uFIICP脉冲2、

6、计时器电路及倒计时显示电路：根据系统要求，计时电路应该分别为模30、模20和模5的减法计数器，为时序逻辑电路，时钟信号为Is,置入应该分别为29、19、04的二进制反码：11010110.11100110.11111011,置入由主控电路控制。先将两片模16的74LS161级联，低位片的co端输出取非之后作为高位片的cp输入端信号。当计数到00吋，co输出为1,其他吋刻co为0,所以就口J以把高位161片的co接给主控电路的161的cp,向主控制器发出相应的定时信号，控制主、支干道的通车时间。通常主、支干道的红绿黄三种灯亮的状态冇以下4种。当每一个状态发牛变化时，置入的数据

7、将跟着变化。数码管显示秒数：状态主干道支干道时间soY0绿灯29〜00W0红灯（29〜00）30sSIY1黄灯（）4〜00W1红疔（04〜00）5sS2Y2红灯19〜00W2绿灯（19〜00）20sS3Y3红灯04-00W3黄灯（04〜00）5sJa34CLR'VCC>CLKRCOAQABQBCQCDQDENPENTGNDLOAD，741^3CLRZVCC>CLKRCOAQABQBCQCDQDENPENTGNDLCW274163782JJ678L5L4L3121091615141312BVCCCOFLTOGBI/R