电子技术课程设计 交通灯控制器.doc

电子技术课程设计 ――交通灯控制器 学院： 专业、班级： 姓名： 学号： 指导教师： 目录 一．设计任务与要求―――――――――――――――(3) 二．总体框图――――――――――――――――――(4) 三．选择器件――――――――――――――――――(5) 四．功能模块――――――――――――――――――(9) 五．总体设计电路――――――――――――――――(12) 六．心得体会――――――――――――――――――(13) 交通灯控制器 在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的，可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。当然我们每个人都不希望这样。我们作为社会的一员，每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能及的事情。我们设计了这个交通灯信号控制系统通过本课程设计，使我们加强对电子技术课程内容的理解和掌握，学会使用数字电子技术设计和制做自动控制装置的方法，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力，也为将来的就业或继续深造做好准备。 一．设计任务与要求 1．设计任务与要求 设计一个十字路口的交通信号灯控制器，控制A、B两条交叉道上的车辆通行，具体要求如下： （1） 每条道路设一组信号灯控制器，每组信号灯由红、黄、绿3个灯组 成，绿灯表示允许通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。 （2） 每条道路上每次通行的时间为25s。 （3） 每次变换通行车道之前，要求黄灯先亮5 s，才能变换通行车道。 设计目的 （1）了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。 （2）进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 （3）提高综合运用所学的理论知识。独立分析和解决问题的能力。 （4）进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。 （5）初步掌握对电子线路安装与调试使用方法。 二．总体框图 有一个A车道和B车道的交叉路口如图1所示。每边都设置红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行；绿灯亮表示可以通而在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便在停车线以外的车辆停止运行。当A、B车道都有车时，两边按规定的时间交替通行。 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Ａ车道或Ｂ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。????TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。????ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 图１交通灯控制系统的原理框图 1．定时器： 以秒脉冲作为计数器的计数脉冲。计数器用两块74LS163构成，TY和TY为计数器的输出信号。ST为状态转换控制信号，每当ST输出一个正脉冲，计数器进行一轮计数。 按设计要求记“秒”脉冲的数目，完成计时任务，向控制器发出相应的定时信号，控制A、B车道通车时间和绿灯变红灯的切换时间。 2．控制器： 控制起有四个状态，因此可由两个触发器构成，本设计中选用两个D触发器产生四个状态。控制器的输入为触发器的现态以及TL和TY ，控制器的输出为触发器的次态和控制器状态转换信号ST。 根据秒脉冲信号发生器和定时器送来的信号，保持或改变电路的状态，以实现对A、B车道车辆运行状态的控制。 3．译码驱动电路： 译码器的作用是将控制器输出Q1，Q0构成的四种状态转换成为A， B车道上六个信号灯的控制信号。 按照控制器所处的状态进行译码，再驱动相应的信号灯，指挥A、B 车道的行人。 　 扩展功能： 1、能实现的功能 交通灯的状态转换和倒计时时间的显示，基本能实现东西、南北直行和转弯灯的显示功能。 2、不足之处 （1）我所用的是一个大的计数器来实现交通灯的控制电路的设计，若能使用双进程状态机描述会使程序更加简练，而且状态之间的转化关系更加明朗。 （2）另外，在现实中晚上没有行人，可以不用交通灯控制，只需要黄灯亮着提醒人们前方有路口即可。那就需要一个始终显示模块，指定的时间内回到初始状态也就是我用的EN=0是的状态。只是人为控制，若有24小时的计时会使交通灯的控制智能化。 （3）有些城市的交通灯中也有右转灯，这个程序中有很多地方仍然需要改进