电工与电子技术课程设计_简易交通信号灯控制器(最新)

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1、长安大学电子技术课程设计设计题目：简易交通信号灯控制器专业汽车运用工程工程班级2013220501姓名王雨晴指导教师日期2015-6目录一 、课题名称与技术要求二、摘要三、总体设计方案论证及选择四、设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算六、收获与体会、存在的问题七、参考文献八、附件（元件材料清单）一 、课题名称与技术要求1、课题名称：简易交通信号灯控制器2、主要技术指标和要求：（1）定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒；（2）每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡；（

2、3）分别用红、黄、绿色发光二级管表示信号灯；二、摘要交通运输是国家经济发展的动力，日常出行也是我们生活中不可或缺的一部分。确保道路交通顺畅与安全的重要性不言而喻。在确保十字路口的交通秩序工作中，信号灯扮演了极其重要的角色。交通信号控制系统是用来自动控制十字路口红黄绿三色的电子系统。交通灯简易交通信号灯控制器利用555秒脉冲发生器提供秒脉冲信号,通过CP输入。主控制器由一块74LS161组成一个16进制计数器，分别在45S,50S,75S,80S,通过驱动控制装置来控制主干道与支干道中绿、黄、红发光二极管的亮灭及其持续时间，从而实现对

3、主干道与支干道交通信号的控制。三、总体设计方案论证及选择方案一：十字路口每个方向的绿、黄、红灯所亮的时间比例分别为9：1：5，所以，可以选择计数器为5s的脉冲。因为每5s一个时间单位，所以计数器的工作循环为16，应选择一个十六进制的计数器来控制，故选择74LS161四位异步二进制计数器，再加上相应控制器来配合，达到计数器分别在9、10、15、16翻转的目的。方案二：本方案主要由主控制电路和秒脉冲发生器组成，其中主控制电路包括：主控制器、清零装置、驱动装置、信号灯装置及一些逻辑门。主控制器中采用两块74LS290二-五-十进制来实现八

4、十进制计数器。秒脉冲发生器由555秒脉冲发生器负责提供脉冲信号。接通电源瞬间，清零装置将主控制器清零，紧接着，主干道绿灯和支干道红灯打开，其余主、支道灯关闭。秒脉冲传送到控制器，主控制电路在45s到，50s到，75s到，80s到分别产生翻转信号，从而改变主、支道绿、黄、红灯的开闭持续时间，继而实现交通信号灯控制。方案三：十字路口车辆通行情况只可能有4种情况，可以依次用S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,L来记忆交通灯的工作情况。分别对这四种情况进行编码，得到转换图，显然这是一个四进制计数器，可以采用J-K触发器74LS1

5、07来构成，控制电路。经过比较，我选择方案一，因为方案一比较容易理解设计思路比较清晰，主控制器用的是十六进制74LS161计数器，该元件在电工实验中使用过，比较熟悉，比案二、三更容易实现。而方案三中器件我不太熟悉，所以最终我们选方案一。四、设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明1、设计方案原理框图（图1）2、设计方案总体电路图（图2）次干道红绿灯主干道红绿灯主控制器组合逻辑电路计数器（十六进制）脉冲信号（T=5s）JK触发器图1.设计方案原理框图A0A1A2A3￣￣EPETLDRDVcc=5V74LS161CP555定时器脉冲

6、信号发生器51483762470uFQ3Q2Q1Q0&JK触发器CP&JK触发器CP&JK触发器CP&JK触发器CP绿1黄1红1黄2红2JK触发器绿2KJKJKJKJJK低电平清零信号≥1图2.总体电路图（**说明：JK触发器的K端悬空代表高电平，且JK触发器为下降沿触发。红1、黄1、绿1表示主干道信号灯，红2、黄2、绿2表示次干道信号灯。工作前RD端先接低电平清零。）3、电路原理简要说明：电路的脉冲信号由CB555定时器组成的多谐振荡器外接上合适的电容C和电阻R组成，可以产生T=5s的矩形波，该信号输入计数器74LS161（十六进

7、制计数器）进行计数并通过Q3Q2Q1Q0输出二进制数。在组合逻辑电路作用下分别在0（0s）、9(5*9=45s)、10(5*10=50s)、15(5*15=75s)时对JK触发器进行触发（或置零）使相应二极管发光，实现信号灯的功能。五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算Vcc1、脉冲信号发生电路：U0图3.CB555定时器电路470uF图4.CB555定时器接线图按照图4.接好电路，可知脉冲信号周期T=tp1+tp2=ln2(R1+2R2)C令T=5s，则可取R1=R2=5.1KC=470uF.将R1=R2=5.1K，C=4

8、70uF按要求接入电路，在U0端即可输出T=5s的矩形脉冲波。2、十六进制计数器电路：图5.计数器接线图图6.74LS161管脚图将脉冲信号发生器产生的脉冲信号接在CP端，置数端接地，EP、ET、LD、RD端均接高电平，在Q3Q2Q1