数字电子技术：交通灯控制电路设计.doc

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1、课程设计报告课程名称：数字电子技术设计题目：交通灯控制电路设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：目录一、设计目的2二、设计要求和设计指标2三、设计容23.1总体设计23.1.1交通灯控制的实现23.1.2总原理图43.2单元电路的设计53.2.1秒脉冲发生器53.2.2定时器53.2.3译码电路63.2.4控制器73.2.5显示部分93.3仿真结果与分析10四、总结10五、主要参考文献11交通灯控制电路设计一、设计目的由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口

2、处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线。实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。二、设计要求和设计指标（1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。（2）当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。（3）主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。（4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s计时显示电路。三、设计容3.1总体设计3

3、.1.1交通灯控制的实现交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器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，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制区是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。秒脉冲发生器定时器控制器译码器甲车道信号灯乙车道信号灯图1系统的原理框图设控制器的初始状态为S0，当S0的持续时间小于25秒时，TL=0,控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号，并转换到

4、下一个工作状态。如图2所示：TLAGBRSTSTAYBRTYARBYTYSTSTAGBRTL图2交通灯的ASM图3.1.2总原理图A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U174LS48A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U274LS48D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U374LS160D03Q014D14Q113D25Q2

5、12D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U474LS160+5V123U5:A74LS00121312U6:A74LS10+5V+5V12U7:A74LS0434U7:B74LS0456U7:C74LS041X061Y71X151X241X332X0102Y92X1112X2122X313A14B21E12E15U874LS1531X061Y71X151X241X332X0102Y92X1112X2122X313A14B21E12E15U974LS153+5VD2Q5CLK3Q6S4R1

6、U10:A74LS74D12Q9CLK11Q8S10R13U10:B74LS74123U11:A74LS08456U11:B74LS089108U11:C74LS08121311U11:D74LS08R1200C110nF+5V+5V+5VR2200R3200R4200R5200R6200R7200D1LED-REDD2LED-REDD3LED-GREEND4LED-GREEND5LED-YELLOWD6LED-YELLOWR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U12NE555+5VC20.01uFC310

7、uFR868kR915k?ABCDRSTCLKCE图3总原理图3.2单元电路的设计3.2.1脉冲信号发生器脉冲信号发生器由NE555电路及外围电路组成，其中R8、R9、C3的电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=(R8+2R9)C2ln2当T=1S，即可凑出R8、R9、C3其中C3=0.01uF是为了保持输出的波形的稳定。如图4所示，R9、C3组成一个串联RC充放电电路，在NE555的7脚上输出一个方波信号，C3上得到一个三角波，此三角波送到NE555的2脚输入端，由NE555部的比较器和门电路共同作用，维持7脚上的方波信

8、号和3脚上的输出方波。图4脉冲信号发生器原理图3.2.2定时器定时器由与系统脉冲信号（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。计数器选用集成电路74LS160进行设计。74LS160是十进制同步