红绿灯设计图解..doc

目 录 1．设计的任务与要求……………………………………………1 2. 方案论证与选择………………………………………………2 3. 单元电路的设计和元器件的选择……………………………6 3.1 五秒倒计时减数电路的设计……………………………6 3.2 二十秒倒计时减数电路的设计…………………………9 3.3 三十秒倒计时减数电路的设计…………………………10 3.4 状态译码电路的设计……………………………………11 3.5 交通灯状态显示电路的设计……………………………13 3.6 交通灯定时电路的设计…………………………………15 3.7 交通灯故障检测电路的设计……………………………21 3.8 状态控制器电路的设计…………………………………23 3.9 人行道的指示灯电路的设计…………………………… 24 3.10 紧急情况时，手动开关控制电路的设计………………26 3.11 干道通行时间调整电路的设计…………………………27 3.12 手动清零及数字闪烁电路的设计…………………… 28 3.13 主要元器件的选择………………………………………30 4. 系统电路总图………………………………………………30 5. 经验体会……………………………………………………30 6. 参考文献……………………………………………………32 附录A： 系统电路仿真图……………………………………33 附录B： 元器件清单…………………………………………35 红绿灯控制电路的设计 1.设计任务与要求 1.1 设计目的 随着生活水平的提高，家庭汽车拥有量越来越多，城市交通堵塞问题越来越严重，解决城市的交通拥挤问题越来越紧迫。交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理部门管理交通的重要工具。十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全运行。智能的交通灯能有效地缓解城市的交通压力，减少交通事故；为人民节省大量出行时间，创造出更多的社会价值。 本文运用数字电路理论知识自行设计一个较为完整的小型数字系统。通过系统设计、Multisim软件仿真、电路安排与调试，在此次设计中学会初步掌握工程设计的具体步骤和方法，提高分析问题和解决问题的能力，以及提高实际应用水平。 1.2 设计内容 1. 设计一个十字路口的交通灯控制电路，十字路口分为主干道、次干道，两干道交替运行，红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行。主干道放行时间为30秒，次干道为20秒。 2. 每次绿灯变红灯，黄灯先亮5秒（另外一条道上依然是红灯）。 3. 干道上有数字显示的时间提示，方便人们把握时间，具体要求主、次道上通行时间和黄灯亮都是秒减计数。 4. 黄灯亮时，红灯闪烁。 6． 同时设置人行横道红、绿、黄灯提示，并且绿灯闪烁。 7. 考虑到特殊车辆情况，可设置一个紧急转换开头。它可使 紧急红灯闪烁，蜂鸣器提示。 8. 可适当设置干道通行时间，两个方向能根据车流量大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间长，车流量小，通行时间短。 9. 时间显示，手动清零，以及用七段数码显示管的显示管数字闪烁。 10. 设计故障检查电路。 1.3 设计要求 1.用Multisim仿真软件仿真电路，并进行调试； 2.写出设计的全过程，附上有关电路图和资料，最后有心得体会。 3.附带元器件及参数； 2.方案论证与选择 2.1十字路口交通灯的系统设计 十字路口交通灯的系统图如图1，秒脉冲发生器产生整个定时系统的基脉冲，由减法计数器对显示时间减数达到控制每种工作状态的持续时间，当减法计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，与此同时，状态译码器根据系统的下一个工作状态决定下一个减计数的初始值。减法计数器的状态有BCD译码器、显示管显示。在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，让红灯闪烁。 图1 十字路口交通灯的系统图 2.2 十字路口交通灯的状态控制器设计 十字路口交通灯信号流程图见图2,可将其分为四种状态。表示主干道绿灯亮，次干道红灯亮。表示主干道黄灯亮，次干道红闪烁。表示主干道红灯亮，次干道绿灯亮。表示主干道红灯闪烁，次干道黄灯亮。状态编码及状态转换图如下： 图2 交通灯信号流程图 2.3 DCD_HEX与七段数码显示管 Multisim中，两者之间都可显示，它们各有优势，显然七段数码显示显示管可在电路中实现更多的功能，比如实现数字闪烁。具体见 所以我选取了DCD_HEX来进行定时电路的显示，使用方法