十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计报告

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1、仪器学院课程设计报告课程设计名称：十字路口自动红绿灯指挥系统专业班级：组长：组员：成绩：指导教师：开课时间：2011~2012学年一学期目录一、设计题目···········································1二、主要指标及要求·····································1三、方案选择···········································1四、工作原理分析································

2、·······2五、单元模块设计及分析·································25.1控制器设计······································25.2定时器设计······································65.3时钟信号脉冲发生器设计··························75.4译码器设计······································85.5延时电路设计·············

3、·······················9六、总电路图···········································10七、仿真及结果分析·····································11八、设计心得···········································11九、参考文献···········································13一．设计题目十字路口自动红绿灯指挥系统二．主要指标及要求1.自动

4、完成绿－黄－红－绿－……工作循环；2.每种信号灯亮的时间不等，如：绿灯亮20秒－黄灯亮5秒－红灯亮15秒，如此循环；3.用倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机；4．()信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求。选题的意义：交通信号灯是我们日常生活中常见的，也是交通系统只不可或缺的一部分，选择这个课题有助于我们对交通指挥系统的了解，更有助于我们将理论运用于实际中，对于我们以后进行其余的课题研究有很好的积极作用。三、方案选择四、工作原理分析绿红黄灯工作分三个阶段，即控制器有

5、三个状态T0、T1、T2。在状态T0停留20秒，此间绿灯亮，然后转至状态T1。在状态T1停留5秒，此间黄灯亮。5秒后转至T2，在状态T2下，红灯亮15秒，15秒后返回状态T0。红绿灯控制系统由控制器、定时器、时钟信号脉冲发生器、译码器以及延时电路组成。控制器有3个输入信号：TS=19，TM=4，TL=14；3个状态信号：T0、T1和T2，编码分别为00、01、10，由Q1Q0表示。一个输出信号W：表示状态转换。三个状态信号分别控制绿红黄三种颜色的灯。W是计数器的回零信号。五、单元模块设计及分析5.1控制器设计

6、列出状态转换表如表1所示，由状态转换换表可推出状态方程和状态转换信号如下：Q1n+1=Q1nQ0nTM+Q1nQ0nTLQ0n+1=Q1nQ0nTs+Q1nQ0nTMW=Q1nQ0nTS+Q1nQ0nTM+Q1nQ0nTL表5.1.1输入输出现态状态转换条件次态转换信号Q1nQ0nTS=19STM=4STL=14SQ1n+1Q0n+1W0000010110100××1×××0××1×××0××1000101101000010101利用中规模集成电路实现控制器。控制器有三个状态，选择两个D触发器F1和F0组成控

7、制时序电路的时序逻辑部分，其驱动方程就是控制器的状态方程，选择2个四选一数据选择器(74LS153)M2、M1组成控制器时序电路的组合逻辑部分。将触发器的现态作为数据选择器的选择变量，即BA=Q1nQ0n,状态转换信号TS、TM、和TL作为数据选择器的输入信号，绿红黄灯控制器的逻辑图如图2所示,图中C0对应TS，C1对应TM，C2对应TL。对于数据选择器M1和M2，设控制器现态Q1nQ0n=BA=00，由选择器M1和M0选择的数据分别为Y2=0，Y1=TS，即Y2Y1=0TS，由状态转换方程可知，正是00的次

8、态，若TS=0，Y2Y1=00，若TS=1，Y2Y1=01；当现态Q1nQ0n=BA=01，选择器M1、M2选择的数据Y2Y1为TM和TM的非，由状态转换方程可知，正是01状态的次态；同理，当现态Q1nQ0n=BA=10，选择器M1、M2选择的数据Y2Y1为TL的非和0，是10状态的次态。由此可见，数据选择器M1、M2所选择的数据是控制器的次态数据，图2所示的逻辑电路能够满足要求。74LS153是双