整理版十字路口交通旌旗燈號燈設(shè)計數(shù)字電路

電子工程系課程設(shè)計專業(yè)名稱：電氣自動化課程名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱：十字路口交通信號燈控制電路設(shè)計二、技術(shù)指標：十字交叉路口分縱、橫兩組信號燈控制，每組有紅、綠、黃三色信號燈顯示。各干道亮燈順序為：紅—>綠—>黃—>紅—>綠……，紅燈、黃燈、綠燈的亮燈時間分別為16S、4S、12S。分別用2位（共4位）LED顯示縱、橫兩路的綠燈亮時間。三、要求：1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程；2、集成電子技術(shù)基礎(chǔ)；3、電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐指導(dǎo)教師：王前學(xué)生：劉雄電子工程系電氣自動化2013年06月20日目錄TOC\o"1-3"\u摘要 5關(guān)鍵詞： 5一、 此設(shè)計電路技術(shù)指標 6二、 交通信號燈工作流程圖 6三、 總控制電路組成 6四、時序脈沖產(chǎn)生和分頻電路 6電路原理圖及功能說明 6芯片引腳圖及功能 8五、延時電路 8延時電路實現(xiàn)及原理 8六、狀態(tài)控制電路 9狀態(tài)控制電路的實現(xiàn)及原理 9七、倒計時電路 10倒計時電路的實現(xiàn)及原理 10八、倒計數(shù)顯示電路 11顯示電路 11總原理圖 12原件清單 13設(shè)計總結(jié) 14參考文獻 15摘要在現(xiàn)代化的大城市中，十字交叉路口越來越多，在每個交叉路口都需要有一個準確的間間隔和轉(zhuǎn)換順序，這就需要有一個安全、自動的系統(tǒng)對紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換進行管理。本次的設(shè)計就是基于此目的而設(shè)計的。關(guān)鍵詞：交通燈、控制此設(shè)計電路技術(shù)指標十字交叉路口分縱、橫兩組信號燈控制，每組有紅、綠、黃三色信號燈顯示。

各干道亮燈順序為：紅—>綠—>黃—>紅—>綠……，紅燈、黃燈、綠燈的亮燈時間分別為16s、12s、4s。

分別用2位（共4位）LED顯示縱、橫兩路的綠燈亮時間。交通信號燈工作流程圖S0主干道紅燈亮，次干道綠燈亮：S1主干道紅燈亮，次干道黃燈亮：S2次干道紅燈亮，主干道綠燈亮；S3次干道紅燈亮，主干道黃燈亮。四個工作狀態(tài)不斷循環(huán)。流程圖如圖1所示：圖1總控制電路組成本控制電路應(yīng)包含：1、秒信號源產(chǎn)生電路，2延時電路，3、狀態(tài)控制電路，4、倒計時計數(shù)電路，5、顯示電路。其原理方框圖如圖2圖2電路原理圖及功能說明eq\o\ac(○,1)、時序電路是數(shù)字系統(tǒng)不可缺少的一個重要組成部分，因為數(shù)字電路只有在時鐘電路的驅(qū)動下才可正常工作。根據(jù)應(yīng)用場合的不同，不同數(shù)字電路選擇使用不同類型的時鐘發(fā)生器。因為交通燈控制系統(tǒng)的秒信號精度不高，故選用555定時器。R1、R2和C為定時電阻和電容，其產(chǎn)生信號頻率與電路參數(shù)關(guān)系為：低電平暫態(tài)維持時間：T1=0.7R2C;高電平暫態(tài)維持時間：T2=0.7(R1+R2)C;周期：T=T1+T2；占空比：ｑ＝Ｔ2／（Ｔ１＋Ｔ２）＝（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋２Ｒ２）；頻率f=1／（Ｔ１＋Ｔ２）據(jù)設(shè)計要求時鐘脈沖頻率應(yīng)為1Hz。在此占空比取值約為0.5，故T1取值約為0.5，電容C選10uF電解電容；由:0.5≈0.7×R2×0.00001；求得:R2≈71KΩ且根據(jù)實際電阻R2取阻值為47kΩ電阻；T2就取值應(yīng)約為0.5，由:0.5≈0.7×（R1+47000）×0.00001；求得:R1=24.4kΩ，且根據(jù)實際電阻R1取值為22kΩ故電路實際周期為T=0.7（R1+2R2）C≈0.82s;實際頻率為f=1/T≈1.2Hz故電阻、電容取值為：R1=22kΩ、R2=47kΩ、C=10uF時,產(chǎn)生的時鐘信號CP周期約為1S的矩形波。電路圖如圖3所示：圖3eq\o\ac(○,2)、所需器件555芯片一個；47K、10K電阻各一個；10uF電容器一個芯片引腳圖及功能555引腳圖如下圖4：圖41地GND2觸發(fā)3輸出4復(fù)位5控制電壓6門限(閾值)7放電8電源電壓Vcc五、延時電路電路原理圖如下圖7所示：圖5所需器件74LS161芯片兩個；非門兩個；二輸入端與非門三個狀態(tài)控制電路圖10狀態(tài)控制電路的實現(xiàn)及原理eq\o\ac(○,1)、其電路原理圖如下圖11所示：圖11所需器件74164芯片兩個二輸入端與非門二個、二輸入端或門四個、三輸入端或門四個七、倒計時電路倒計時電路的實現(xiàn)及原理倒計時計數(shù)電路原理圖如下圖14所示：圖14倒計時計數(shù)電路主要由計數(shù)器構(gòu)成，它在整個系統(tǒng)設(shè)計中的作用是實現(xiàn)計時計數(shù)，在此選用減法計數(shù)器。將兩路綠燈的輸出信號先通過或門再通過非門接到兩芯片的端，實現(xiàn)倒計時計數(shù)，CR端置0；CPD接1HZ的脈沖信號。Q3、Q2、Q1、Q0端分別接顯示74LS249的A3、A2、A1、A0端。eq\o\ac(○,2)、所需器件74LS193芯片兩個非門一個、二輸入端或門一個倒計數(shù)顯示電路顯示電路電路原理圖如下圖16所示：圖1674LS249芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器。可以直接驅(qū)動共陰極數(shù)碼管。eq\o\ac(○,1)、將74LS249的4個輸入端A3、A2、A1、A0分別與計數(shù)器74LS192的輸出端Q3、Q2、Q1、Q0相接，再將它的7個輸出端接到數(shù)碼管對應(yīng)的引腳上，用來控制七段LED顯示器的7個發(fā)光段。通過各芯片的綜合使用，來實現(xiàn)顯示功能。計時器顯示從16秒到00秒，當綠燈不亮時，為了將LED顯示的是16（初態(tài)）滅掉，將74LS249的RI/IRBO引腳接到綠燈，即可將綠燈不亮時的LED顯示滅掉。eq\o\ac(○,2)、所需器件74LS249芯片兩個共陰極LED數(shù)碼顯示器四個總原理圖總原理圖原件清單原件名稱元件參數(shù)555集成芯片電阻R1、R222k、47k電容C110uF74LS161集成芯片兩個74164集成芯片兩個74LS193芯片兩個74LS249芯片兩個共陰極LED數(shù)碼顯示器四個74LS04一個六非門7400芯片兩個二輸入四與非門7432芯片兩個二輸入四或門CD4075芯片兩個三輸入三或門*注：為節(jié)約芯片狀態(tài)控制電路中一個三輸入或門可改用兩個或門實現(xiàn)設(shè)計總結(jié)期末的到來，通過努力終于設(shè)計終于完成了。通過這次課程設(shè)計讓我明白了許多、有很多事情都需要自己動手去實現(xiàn)，切記不要弄虛作假，這樣的學(xué)習成果是沒有意義的，通過這次課程設(shè)計讓我看到自己的不足，需要更多的學(xué)習，儲備更多的知識，不懂就要虛心請教，通過這次課程設(shè)計業(yè)也讓我學(xué)習了很多知識，有很多收獲。在這次課程設(shè)計中一起和同學(xué)們討論、思考，同時也感謝王前老師的教導(dǎo)，讓我明不論的學(xué)習還是以后工作，都需要共同努力、共同學(xué)習、不懂就問、不斷學(xué)習。在這次課程設(shè)計中我了解了555芯片以及其他沒有涉及的知識，懂得了交通信號燈的重要性，也明白了一個設(shè)計成果背后是需要付出多么的努力，它們凝集設(shè)計者的汗水。同時也使我對電子產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)生很大的興趣，更對我以后的發(fā)展起到很的作用。在這次課程設(shè)計中也遇到了很多困難，也收獲了很多意想不到的知識。在每次突破一個難題時都有一種久違的滿足感，甚至對每次發(fā)現(xiàn)一個難題時都有一種興奮。雖然這次設(shè)計時間只有短短的一周時間，有些倉促，但通過查閱資料，和同學(xué)一起討論、思考，請教王前老師，還是完成了，雖然有很多的不足，但我會通過下來的學(xué)習讓它變得更好。因此，感謝學(xué)校對這次課程設(shè)計安排，讓我們短時間內(nèi)學(xué)習了很多知識，以及知識以外的東西，比如吃苦耐勞的精神，專研問題，誠實守信。劉雄參考文獻《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程》，于孟嘗，高等教育出版社，2006《電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐》，王堯，東南大學(xué)出版社，2000《集成電子技術(shù)基礎(chǔ)》鄭家龍、王小海、章安遠主編東北大學(xué)出版社

2002《新穎實用電子設(shè)計與制作》楊振紅，雷光艷西安電子科技大學(xué)出版社2000年

《電子電路設(shè)計與實踐》周文良國防出版社2010年

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》閻石高等教育出版社2001年

本次課程疑難處理/view/5290c964caaedd3383c4d318.html】⒉在畫圖方面受到一點阻礙因為學(xué)習畫圖軟件時間不長，有很多的東西不懂，很多布局都不好看，后來通過向同學(xué)學(xué)習、討論解決問題。⒊1HZ信號發(fā)生電路1HZ信