交通燈課程設(shè)計(jì)8

1、簡易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間 15s 。2東西方向與南北方向黃燈亮，時(shí)間 5s 。 3南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時(shí)間 l0s。 4如果發(fā)生緊急事件，可以手動(dòng)控制四個(gè)方向紅燈全亮。二、方案設(shè)計(jì)與論證 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求， 我們可以知道這個(gè)交通燈的設(shè)計(jì)是分主次干道的， 兩個(gè)方面的時(shí) 間是不同的，東西方向通行 15s, 南北方向 10s, 這就要求我們要有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，根據(jù)我自己 的經(jīng)驗(yàn)，東西方向通行 15s 完，倒計(jì)時(shí)數(shù)字顯示器會(huì)顯示到 0, 然后切換到南北方向通行 10s 完之后 , 倒 計(jì)時(shí)數(shù)字顯示器也會(huì)顯示到 0 之后然后切換到東西方

2、向 ,這樣如此循環(huán) , 這樣的 話我們就要設(shè)計(jì)一個(gè) 1 6 進(jìn)制和一個(gè) 11 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器， 根據(jù)我們所學(xué)和知識， 可以用兩片 74192 芯片來構(gòu)成對應(yīng)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器， 由于是 15 和 10 之間循環(huán)切換， 我們可以用利用 JK 觸發(fā)器的 翻轉(zhuǎn)功能來實(shí)現(xiàn)兩種進(jìn)制計(jì)數(shù)器之間的 切換；當(dāng)然還有每個(gè)方向倒計(jì)時(shí)只有 5s 時(shí)，黃燈閃， 一直到 0 為止，由于黃燈是當(dāng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí)到 5 時(shí)開始閃，我們就可以在這時(shí)發(fā)出一個(gè) 脈沖然后一 直保持到 0，或者是接收 05 這段時(shí)間的脈沖都可以控黃燈只在到了這段時(shí)間才 亮；還有就是一個(gè)緊急 開關(guān)，我們可以控制在出現(xiàn)緊急情況時(shí)使用清零端使之清零，并且紅 燈直

3、接接到電源，使之一直處于亮的 狀態(tài)。方案一 ：交通燈控制原理圖：圖11正常運(yùn)行時(shí)首先倒計(jì)時(shí)預(yù)置數(shù)，通過秒脈沖源給倒計(jì)數(shù)器發(fā)送秒脈沖，倒計(jì)時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，驅(qū)動(dòng)時(shí)間顯示器顯示，并且交通燈也正常運(yùn)行，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器計(jì)到5s時(shí)，我們當(dāng)然同時(shí)可以在時(shí)間顯示器上看到，這時(shí)倒計(jì)時(shí)器驅(qū)動(dòng)黃燈控制器，使正在亮綠燈方向的黃燈閃爍，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器計(jì)到0時(shí)，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器，使倒計(jì)時(shí)器預(yù)置為另一個(gè)進(jìn)制，并同時(shí)控制和改變交通燈的顯示，其實(shí)就是計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器既可以完成進(jìn)制轉(zhuǎn)換，也同時(shí)充當(dāng)了交通燈的轉(zhuǎn)換功能。如此往復(fù)循環(huán)。2緊急情況時(shí)當(dāng)按下緊急開關(guān)時(shí)，倒計(jì)時(shí)器一直處于清零狀態(tài)，車輛通行的交通燈四個(gè)方向的紅燈同時(shí)亮起。并且在出現(xiàn)緊

4、急情況后恢復(fù)正常時(shí)通過緊急開關(guān)可以切換哪個(gè)方向先通行。方案二：交通燈控制原理圖：555 A時(shí)器空誦麗 L樂燈緊急開關(guān)圖21正常運(yùn)行時(shí)由555定時(shí)器計(jì)時(shí)，驅(qū)動(dòng)交通燈選擇器控制交通燈的顯示，當(dāng)一個(gè)方向的計(jì)數(shù)完成之后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，給通道選擇器，然后通道選擇器驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到另一個(gè)進(jìn)制， 由計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器預(yù)置 555 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間， 然后再驅(qū)動(dòng)交通燈選擇器控制交通燈的顯示，如此往復(fù)，其中555定時(shí)器是由電阻 和電容來控制定時(shí)時(shí)間，其中的計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器就可用 一個(gè)數(shù)據(jù)分配器 74138 來選擇所需電阻的大小來 控制， 通道擇器就可用兩個(gè) JK 觸發(fā)器構(gòu)成一 個(gè)四進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，其中兩個(gè)輸出端

5、就可以來作為計(jì)數(shù)進(jìn) 制轉(zhuǎn)換器 74138 的輸入，并且這兩 個(gè)輸出端還可作為交通燈選擇器 74138 的輸入。2) 緊急情況時(shí)當(dāng)按下緊急開關(guān)時(shí)，使交通燈選擇器的使能端為0，各個(gè)方向的紅燈直接接到電源，這樣可以使車輛通行的交通燈四個(gè)方向的紅燈同時(shí)亮起。選擇：通過這兩個(gè)方案的比照，由第二個(gè)方案用的是 555 定時(shí)器來計(jì)時(shí)，所以無法顯示倒計(jì)時(shí) 的時(shí)間， 并且在出現(xiàn)緊急情況后恢復(fù)正常時(shí)也不能通過緊急開關(guān)切換哪個(gè)方向先通行。 我覺 得第一個(gè)方 案更符合我們的實(shí)際要求，所以我選擇了第一個(gè)方案。三、單元電路設(shè)計(jì)1倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器這里是采用兩片 74192 兩片芯片構(gòu)成 16 和 11 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制個(gè)位數(shù)字的

6、 74192 的 減計(jì)數(shù) 控制端接 1HZ 的脈沖輸入， 其中輸入端 A 、C 是接在一起并接在進(jìn)制控制器的輸出 端。其中兩個(gè) 74192 的置數(shù)端是由控制十位數(shù)字的 74192 個(gè)高位輸出端 QD 通過一個(gè)非 門接過來的，并且低位輸入端 A 接高電平，控制十位數(shù)字的 74192 的減計(jì)數(shù)控制端接控制 個(gè)位數(shù)字的 74192 的借位輸出端 B0 。兩個(gè)74192 的清零端都接在緊急開關(guān)的一端。如下 圖：2?黃燈控制電路這里是采用數(shù)據(jù)分配器 74138,該芯片的輸入端 A、B、C分別接倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器中的控制 個(gè)位數(shù)字的74192的輸出端QA、QB、QC,為了保證是在顯示器只是在顯示05s時(shí)黃燈亮,

7、應(yīng)把此74138的使能端G1由倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器中的控制十位數(shù)字的74192的輸出端QA與由倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器中的控制個(gè)位數(shù)字的 74192的輸出端QD通過一個(gè)或門再經(jīng)過一個(gè)非門接過去。然后6輸出端丫 0、丫 1、Y2、Y3、Y4、丫5都分別經(jīng)過一個(gè)非門然后都接入一個(gè)或門，那么或門的輸出端就是接黃燈的，也即黃燈控制器的輸出端。如下列圖：71L38IVUY1A s c G 吃JK觸發(fā)器，其中J、K端都同3 ?信號燈轉(zhuǎn)換電路計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器YaW信號燈轉(zhuǎn)換器其實(shí)就是由計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)丫6即一個(gè)時(shí)接高電平，即構(gòu)成了一個(gè) T觸發(fā)器，目的就是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能，其時(shí)鐘輸入端是由倒計(jì)時(shí)計(jì) 數(shù)器中的兩片74192的八個(gè)輸出

8、端經(jīng)過一個(gè)或門然后經(jīng)過一個(gè)非門接入。如下列圖:4 ?交通燈顯示電路一個(gè)方向的紅燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端Q和一個(gè)緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個(gè) 或門接入，黃燈是由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向輸出端 Q和一個(gè)緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個(gè)非門以及一個(gè)黃燈控制電路 的輸出端經(jīng)過一個(gè) 1HZ的脈沖源，這三個(gè)輸出端再經(jīng)過一個(gè)與門接入， 綠燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向 輸出端Q和一個(gè)緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個(gè)非門，這兩個(gè)輸出 端再經(jīng)過一個(gè)與門接入；另一個(gè)方向的紅 燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的正向輸出端 Q和一個(gè)緊急開關(guān)的輸出端經(jīng)過一個(gè)或門接入，黃燈是由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端Q和一個(gè)緊急開關(guān)的 輸出端經(jīng)過一個(gè)非門以及一個(gè)黃燈控制電路的輸出端經(jīng)過一個(gè)1HZ的脈沖源，這三個(gè)輸出端再經(jīng)過一個(gè)與門接入，綠燈由信號燈轉(zhuǎn)換電路的反向輸出端