智能交通灯控制器的设计报告.doc

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1、2012年电子技术课程设计说明书题目：7智能交通灯控制器的设计（A）学生姓名：张鲜艳学号：201006070407院（系）：电气与信息工程学院专业：自动化指导教师：辛登科2012年12月4日目录1选题背景11.1指导思想11.2方案论证11.3基本设计任务11.4发挥设计任务21.5电路特点22电路设计22.1总体方框图22.2工作原理23各主要电路及部件工作原理33.1555构成多谐振荡器33.274LS0874LS3274LS04简要说明33.3CD4511简要说明4474HC190简要说明55元器件清单66调试过程及

2、测试数据（或者仿真结果）66.1通电前检查66.2通电检查66.2.1计数显示单元调试66.2.2发光二极管调试66.2.3NE555单元电路的调试66.2.474HC32或门的调试76.2.574HC04非门的调试76.2.674HC08与门的调试76.2.7控制器7490的调试76.3结果分析77小结88设计体会及今后的改进意见88.1体会88.2本方案特点及存在的问题88.3改进意见8参考文献91：选题背景在很多城市的主支干道处，传统的交通信号灯已不能满足要求，设计一个智能交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇

3、合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮就允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外），若检测装置检测到支干道一定范围内没有车辆，则主干道一只允许通行，否则主支干道红绿灯交替运行。1.1简述本设计的指导思想秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的借位脉冲使状态控制器完成状态转换用以控制红绿灯的状态，同时给计数器置初始值。1.2:方案论证方案一：用NE555定时器设计一个周期为1s的多谐振荡器，输

4、出接到16进制计数器的CLK，0-8状态对应45秒，9状态对应5秒，A-E状态对应25秒，F状态对应5秒。方案二：用NE555定时器设计一个周期为1s的多谐振荡器，并用单时钟同步十进制加减计数器74LS190设计45s、25s、5s倒计时。因为主支干道灯亮的情况有4种，可以用同步十进制加法计数器74LS160的输出来设计，同时将其输出信号给3线-8线译码器74LS138的输入端，主支干道的灯通过一定的逻辑关系接到三色灯上。选择方案：方案一用16进制计数器的输出端控制信号灯的状态转换，虽然这种方案简单可靠，可是这种方案不能

5、直观显示当前数字；虽然方案二电路复杂，连线多，给焊接和电路检查带来一定的难度，但其可以很准确的现实数字。所以选择方案二。1．3基本设计任务（１）用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。（2）让主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。可用逻辑开关作主支干道检测车辆是否到来的的信号。（3）主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。（4）在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过渡。（5）设置45秒、25秒计时、5秒计时显示电路。1．4发挥设计任务（1）可以用红外线传感器检测在主

6、干道绿灯倒计时为1s时支干道上是否有车来（2）在三色灯的地方用LED显示一些祝福语或警示语。1．5电路特点交通信号控制系统用中小规模集成电路设计，接线较为复杂2电路设计2.1总体方框图主干道支干道状态译码器74LS138秒脉冲发生器NE555状态控制器74LS160译码，显示CD4511减法计数器74LS190置数控制图2-1总体方框图2.2工作原理将NE555S输出的秒脉冲直接接到个位10进制计数器的CLK，用两片10进制计数器级联后就接到状态控制器，控制器产生的信号经简单的门电路来控制红绿灯的状态，当状态需要跳转时减法

7、计数器产生的借位脉冲触发状态控制器以改变输出状态，同时借位脉冲信号接到计数器的置数端，进入下一个状态，依次循环，若支干道没有车辆通行时直接将计数器输出清零即可，有车时清零信号无效。3各主要电路及部件工作原理3.1555单稳态触发电路图3-1NE555单稳态触发电路如图所示，由555定时器和外接元件R1，R2，C构成多谐振荡器。电容C在（1/3）Ucc和（2/3）Ucc之间充电和放电，波形如下图：输出信号的时间参数是：T=Tw1+Tw2，Tw1=(R1+R2)Cln2,Tw2=R2Cln2振荡频率：f=1/T占空比：q=Tw

8、1/(Tw1Tw2)=(R1+R2/R1+2*R2)本次使用的是1HZ的秒脉冲，故选取R1=72KΩ，R2=4.7KΩ，选取电容分别为10μF电解电容和10nF陶瓷电容。周期：T=[1000*（72+2*4.7）*10*0.69]/10uf≈1s3.274LS08、74LS32、74LS04简要说明74