交通紅綠燈設(shè)計(jì)

1、紅綠燈實(shí)驗(yàn)電路報(bào)告班級：通信三班：劉平+2021101144巫梟+2021101138一、設(shè)計(jì)目的1、 通過設(shè)計(jì)，穩(wěn)固和加深在數(shù)字電子技術(shù)課程中的理論根底和實(shí)驗(yàn)中的根本技能。2、 通過該課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合任務(wù)要求的電路。3、 掌握常用集成器的一般設(shè)計(jì)方法。4、 熟練使用Multisim軟件。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 在現(xiàn)代城市中，人口和汽車日益增長，市區(qū)交通也日益擁擠，人們的平安問題也日益重要。因此，紅綠交通信號燈成為交管部門管理交通的重要工具之一。交通信號燈常用與交叉路口，用來控制車的流量，提高交叉口車輛的通行能力，減少交通事故。有了交通燈人們的平安出行有了很大的保障。 自從交通燈誕生以來，其內(nèi)部的電

2、路控制系統(tǒng)就不斷的被改良，設(shè)計(jì)方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化、科學(xué)化、簡便化。隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，電子電路分析和設(shè)計(jì)方法有了很大的改良，電子設(shè)計(jì)自動化也已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通燈控制電路的設(shè)計(jì)提供了一定的技術(shù)根底。三、設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)通過采用數(shù)字電路對交通燈控制電路的設(shè)計(jì)，一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈，其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行；綠燈亮表示該條道路允許通行。交通燈控制電路自動控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮各種車輛和行人平安通行

3、，實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。主道綠燈，輔道紅燈，時間30秒主道黃燈，輔道紅燈，時間5秒主道紅燈，輔道綠燈，時間50秒主道紅燈，輔道黃燈，時間5秒四、總體設(shè)計(jì)思路 1、根據(jù)本課題設(shè)計(jì)要求分析并畫出簡易電路結(jié)構(gòu)框圖。2、按照電路結(jié)構(gòu)框圖繪制電路原理圖。3、選定各局部集成電路元器件的類型。4、利用Multisim軟件對所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行調(diào)試仿真。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，而確定交通燈控制器電路的系統(tǒng)工作框圖1。通過主控制計(jì)數(shù)器74LS160控制電路的運(yùn)作和紅綠黃燈三種信號燈的轉(zhuǎn)換，用兩條QBQA輸出取四種狀態(tài)。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生整個系統(tǒng)的脈沖，通過兩片減法計(jì)數(shù)器74LS192到達(dá)控制主道方向和輔道方向每種

4、工作狀態(tài)的持續(xù)時間的十位和個位。減法計(jì)數(shù)器的借位端為主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號來完成狀態(tài)的改變，同時主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。 采用譯碼器74LS138譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時間的倒計(jì)時。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示50、5、30、5這四個數(shù)。交通信號燈控制電路分為：·狀態(tài)控制電路 ·初值預(yù)置電路 秒脈沖譯碼·顯示主道信號燈輔道信號燈減法計(jì)數(shù)器交通信號燈狀態(tài)控制預(yù)置數(shù)控制主控制電路·數(shù)字顯示電路·秒脈沖電路五、電路設(shè)計(jì)模塊與分析秒脈沖發(fā)生器主道信號燈50S5S信號燈轉(zhuǎn)換器倒計(jì)時

5、計(jì)時器輔道信號燈1、交通燈控制系統(tǒng)的原理 利用74LS160產(chǎn)生秒脈沖送至74LS192減法計(jì)數(shù)器，控制74LS192做減法計(jì)算。狀態(tài)控制電路74LS160進(jìn)行交通信號燈之間的轉(zhuǎn)換。74LS138輸入端接74LS160輸出端，再對74LS192進(jìn)行預(yù)置數(shù)。2、狀態(tài)控制電路通過74LS138的輸出來控制的亮，假設(shè)主道紅黃綠為r1/y1/g1,輔道紅黃綠為r2/y2/g2真值表如下：r 1y 1g 1r 2y 2 g 20111111011111101111110113、初值預(yù)置電路 當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)開始工作時，該局部電路將實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換功能。將數(shù)碼管顯示主道紅燈和輔道綠燈的預(yù)值50秒，預(yù)置：

6、0101、0000；當(dāng)其減到0時，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生借位，此時主道紅燈和輔道綠燈同時滅。然后將主道紅燈和輔道黃燈的預(yù)值5秒，預(yù)置0000、0101；將主道綠燈和輔道紅燈的預(yù)值30秒，預(yù)置0011、0000；重復(fù)上述轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時計(jì)數(shù)功能。預(yù)置數(shù)如表2：預(yù)置數(shù)十位個位譯碼器輸出DCBADCBA5001010000Y05000001012500000101Y3預(yù)置數(shù)電路如圖5： 電路分析：由預(yù)置數(shù)表可知，低位計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)5、0、5、0，高位的置數(shù)在5、3和0之間交替進(jìn)行，由譯碼器輸出控制。紅綠燈的狀態(tài)由74LS138譯碼，在輸出端產(chǎn)生Y0、Y1、Y2、Y3四個置數(shù)信號。4

7、、數(shù)字顯示電路 用兩片計(jì)數(shù)器74LS192接成百進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，低位片的借位輸出端接高位片的脈沖輸入端。高位的借位端用作主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號來完成狀態(tài)的改變，同時主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。由置數(shù)模塊采用譯碼器74LS138譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時間的倒計(jì)時。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示50、5、30、5這四個數(shù)。電路如圖6： 5、秒脈沖電路 由74LS192返回脈沖信號給到74LS160，總共產(chǎn)生4種脈沖信號，進(jìn)行時間和信號燈狀態(tài)的切換。形成電路圖7：六、總設(shè)計(jì)電路圖七、元件清單及其引腳功能元件清單表3：數(shù)量名稱作用174LS160同步計(jì)數(shù)器174LS138編碼器274LS192減法計(jì)數(shù)器2DCD_HEX數(shù)碼管574LS00與非門