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1、交通灯控制的逻辑电路设计题目 交通灯控制的逻辑电路设计班级__________09机设（4）班__________学号___________0__________姓名____________江岑_______________指导___________严君美_______________时间___________2011-6-21_____________一．概述伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口
2、的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行.交通灯控制器的系统框图如下:系统框图(a)二．交通灯的组成和原理一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置——交通灯.它可以显示车辆通行和等待的时间,以便车辆更有秩序的通过.一个交通灯应包含以下几个基本的部分:1.秒脉冲和分频器因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮的比例为5:1:6,所以,只要用4秒为单位时间,则计数器每四秒输出一个脉冲.这一电路的实现就要用到秒脉冲和分频器.2.控制器
3、这是交通灯的核心部件.由波形图图（b）可知、计数器每次工作循环为12所以可以选用12进制计数器.此设计选用中规模74LS164八位移位寄存器组成的扭环形12进制计数器.其状态表如图(c)所示控制器波形图(b)t计数器输出南北方向东西方向Q0Q1Q2Q3Q4Q5NSGNSYNSREWGEWYEWR000000010000111000001000012110000100001311100010000141111001000015111110010001611111100111070111110011008001111001100900011100110010
4、00001100110011000001001010图(c)根据状态表我们不难列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式:东西方向:绿:EWG=Q4*Q5;黄:EWY=Q4*Q5;红:EWR=Q5;南北方向:绿:NSG=Q4*Q5;黄:NSY=Q5*Q4;红:NSR=Q5;1.显示部分显示控制部分,实际是一个时控电路.当红灯亮时,使减法计数器开始工作(用对方的红灯信号控制),每来一个秒脉冲,使计数器减1,直到计数器为”0”而停止.译码显示用74LS248BCD码七段译码器,显示器用LC5011—11共阴极LED显示器,计数器采用可预置加、减法计数器7
5、4LS168.2.手动/自动控制,夜间控制部分此部分用选择开关进行.置开关在手动位置,输入单次脉冲,可使交通灯处在某一位置上,开关在自动位置时,则交通信号灯安自动循环工作方式运行.夜间时,将夜间开关接通,黄灯亮.三．设计要求(1).满足如图(d)顺序工作流程.南北方向绿灯亮、东西方向红灯亮占5t南北方向黄灯亮、东西方向红灯亮占1t南北方向红灯亮、东西方向绿灯亮占5t南北方向红灯亮、东西方向黄灯亮占1t图（d）图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为ＮＳＲ、ＮＳＹ、ＮＳＧ东西方向的红、黄、绿灯分别为ＥＷＲ、ＥＷＹ、ＥＷＧ．它们的工作方式,有些必须是并行的,即南北
6、方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。（2）。应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯的时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯的时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图如图（b）所示图（b）中，假设每个单位时间是4秒，则南北、东西方向绿，黄，红灯亮时间分别为20秒，4秒，24秒，一次循环为48秒。其中红灯亮的时间是绿灯，黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀的。（3）。十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观的把握时间。具体为：当某方向绿灯
7、亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为‘0’，十字路口红，绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向的数字显示为24，并使数显计数器开始减‘1’计数，当减到绿灯灭而黄灯闪耀时，数显的应值应为4，当减到‘0’时，此时黄灯灭，南北方向的红灯亮；同时使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数显为24。（4）。可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。四．设计步骤及方法1.单次手动及脉冲电路单次手动脉冲（如下图）是由两个与非门组成的RS触发器产生的,当安下K1时,有一个脉冲输出使74
8、LS164移位计数,实现手动控制.K2在自动位置时,由秒脉冲电路分频后(4分频)
