交通灯控制电路设计课题报告书.doc

一、实验目的 1、掌握综合应用理论知识和中规模集成电路设计方法 2、熟练掌握万用电表、函数信号发生器、数字电路实验箱、示波器的正确使用方法。 3、能识别和正确使用各种所需的集成块、电阻、电位器等，熟悉集成块的管脚功能结构。 4、自行设计实验图、检查和排除故障。 5、掌握调试及电路主要技术指标的测试方法 二、设计任务与要求设计一个十字路口交通灯信号控制器，要求如下： 三、设计原理与参考电路???1．分析系统的逻辑功能，画出其框图???交通灯控制系统的原理框图如图12、1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中： TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。?（1）图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。???（2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。???（3）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。???（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。 ????交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表12、1所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定： ????表12、1 控制器工作状态及功能???控制状态 信号灯状态 车道运行状态??????S0（00） 甲绿，乙红 甲车道通行，乙车道禁止通行??????S1（01） 甲黄，乙红 甲车道缓行，乙车道禁止通行??????S3（11） 甲红，乙绿 甲车道禁止通行，甲车道通行??????S2（10） 甲红，乙黄 甲车道禁止通行，甲车道缓行??????AG=1：甲车道绿灯亮；??????BG=1：乙车道绿灯亮；??????AY=1：甲车道黄灯亮；??????BY=1：乙车道黄灯亮；??????AR=1：甲车道红灯亮；??? BY=1：乙车道红灯亮；由此得到交通灯的ASM图，如 图12、2所示。设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于25秒时，TL=0（用判断框表示TL），控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于25秒时，TL=1，控制器发出状态转换信号ST（用条件输出框表示ST），并转换到下一个工作状态。依此类推可以弄懂ASM图所表达的含义。．单元电路的设计f=1／（R1+2R2）C㏑2 选择R1=47K，R2=47K，RV1=2K，C=10μF，形成电路图如图2所示： 图1 如上图所示，R6和C2组成一个串联的充放电电路，在NE555的7引脚上输出一个方波信号C2上得到一个三角波，此三角波送到NE555的2脚输入端。由NE555的内部比较器和门电路共同作用，以维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。 2. 倒计时计数器 这里是采用两片74192两片芯片构成16和11进制计数器,控制个位数字的74192的减计数控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端A、C是接在一起并接在进制控制器的输出端。其中两个74192的置数端是由控制十位数字的74192一个高位输出端QD通过一个非门接过来的，并且低位输入端A接高电平，控制十位数字的74192的减计数控制端接控制个位数字的74192的借位输出端BO。两个74192的清零端都接在紧急开关的一端。如下图： 3．黄灯控制电路 这里是采用数据分配器74138，该芯片的输入端A、B、C 分别接倒计时计数器中的控制个位数字的74192的输出端QA、QB、QC，为了保证是在显示器只是在显示0~5s时黄灯亮，应把此74138的使能端G1由倒计时计数器中的控制十位数字的74192的输出端QA与由倒计时计数器中的控制个位数字的74192的输出端QD通过一个或门再经过一个非门接过去。然后6