正文描述:《交通灯控制电路课程设计讲义(dal)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、交通灯控制电路设计一、设计目的为了确保十字路口的车辆顺利地通过,往往采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯(R)亮,表示该条道路禁止通行;黄灯(Y)亮表示停车;绿灯(G)亮表示允许通行。交通灯控制器的系统框图如图1所示。二、设计任务和要求设计一个十字路口交通信号灯控制器,其要求如下:1、它们的工作方式满足如图2顺序工作流程。图中设南北向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG,东西向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。图1交通灯控制器系统框图图2交通灯信号灯工作流程32、两个方向的工作时序:东西向亮红灯时间应等于南北向亮黄、绿灯时间之和,南北向亮红灯时间应等于东西向亮
2、黄、绿灯时间之和。时序工作流程图见图3所示。图3时序图图3中,假设每个单位时间为5s,则南北、东西向绿、黄、红灯亮时间分别25、5、30s,一次循环为60s。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和,黄灯是间歇闪耀。3、十字路口要有数字显示,作为时间提示,以便人们更直观地把握时间。具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1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,再进入下一步某方向的工作循环。例如:当南北向从红灯转换成绿灯时,置南北向数字显示为“30”,并使数显计数器开始减“1”计数,当减到绿灯灭而黄灯亮(闪耀)时,数显的值应为5,当减到
3、“0”时,此时黄灯灭,而南北向的红灯亮;同时,使得东西向的绿灯亮,并置东西向的数显为“30”。4、可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。5、在完成上述任务后,可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。(1)设某一方向(如南北)为十字路口主干道,另一方向(如东西)为次干道;主干道由于车辆、行人多,而次干道的车辆、行人少,所以主干道绿灯亮的时间,可选定为次干道绿灯亮的时间1.5倍或2倍。(2)用LED发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时,这一方向的发光二极管接通,并一个一个向前移动,表示汽车在行驶;当遇到黄灯亮时,移位发光二极管就停止,而过了十字路口的移位发光二极管继续向前移
4、动;红灯亮时,则另一方向转为绿灯亮,那么,这一方向的LED发光二极管就开始移位(表示这一方向的车辆行驶)。三、器材选择1、直流稳压电源2、集成电路芯片3、显示:发光二极管4、电阻35、开关四、设计方案提示根据设计任务和要求,参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图,设计方案从以下几部分进行考虑。1、秒脉冲和分频器因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5:l:6,所以,若选5s为一单位时间,则计数器每计5s输出一个脉冲。2、交通灯控制器由波形图可知,计数器每次工作循环周期为12,所以可以选用12进制计数器。计数器可以用单触发器组成,也可以用中规模集成计数器。这里我们可选用中规模74
5、LS164八位移位寄存器组成循环形12进制计数器。循环形计数器的状态表请自行设计。根据状态表,我们不难列出东西向和南北向绿、黄、红灯的逻辑表达式如下:东西向南北向绿:EWG=Q4×Q5绿:NSG=×黄:EWY=×Q5(EWY’=EWY×CP1)黄:NSY=×Q5(NSY'=NSY×CP1)红:EWR=红:NSR=Q5由于黄灯要求闪耀几次,所以用时标ls和EWY或NSY黄灯信号相“与”即可。3、显示控制部分显示控制部分是一个定时控制电路。当绿灯亮时,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。译码显示可用BCD码七段译码器,显示
6、器用共阴极LED显示器,计数器采用可预置加、减法计数器,如74LS168、74LS193等。4、手动/自动控制、夜间控制用选择开关进行。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,开关在自动位置时,则交通信号灯按自动循环工作方式运行。夜间时,将夜间开关接通,黄灯闪亮。五、设计应完成的技术文件(1)根据总体要求进行总体方案设计;(2)具体单元电路设计;(3)计算元件参数,并选择相应的元器件型号,列出元器件清单;(4)画出完整的原理电路图。六、设计报告1、分析交通灯控制电路各部分功能及工作原理。2、总结数字系统的设计、调试方法。3、分析设计中出现的故障及解决办法。3
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