《交通灯控制系统设计.doc

目录 摘 要 2 关键词 2 引 言 3 一、交通信号灯的设计目的以及要求 4 二.交通信号灯基本原理及设计方法 4 三、主控制器 6 3.1 74LS90引脚排列图与逻辑图 6 3.2 74LS90的功能表及引脚功能. 7 四、计数器 9 4.1计数器的作用 9 4.2计数器的工作情况 9 4.3控制信号灯的译码电路的真值表 10 4.4置数电路 11 4.5状态译码电路 12 五.译码显示电路 13 5.1共阳极LED七段数码管 13 5.2 74LS247译码器 14 六.555振荡器构成的秒脉冲电路 16 6.1 555定时器的引脚 17 6.2 555定时器构成的多谐振荡器 18 6.3 555定时器工作原理 19 七、交通灯信号灯控制总体框图 20 八.组装和调试过程 21 总 结 23 参 考 文 献 23 交通信号灯控制系统的设计 摘 要 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调， 多值化方向发展随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注.随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素,因此,有许多设计工作者为改善城市交通环境设计了许多方案,而大多数都为交通指挥灯,本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进的.全部有数字电路组成,比较以前的方案更为精确。 关键词：控制器 计数器 信号灯 译码电路 二.交通信号灯基本原理及设计方法 十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。有一个主干道和一个支干道的十字路口如图3-1所示。每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。因为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。 路口交通指挥系统示意图 设主干道通行时间为N1，干道通行时间为N2，主、支干道黄等的时间均为N3，按主支干道通行的时间来看，设置N1﹥N2﹥N3。系统工作流程图如图所示。 系统工作流程图 要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码驱动电路等几部分组成，整机电路的原理框图如图所示。四个路口设有红、黄、绿三色灯和两位8421BCD码的计数、译码显示器。 交通信号灯控制原理电路框图 十字路口车辆运行情况只有4种可能：1）设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持续时间为60s。2）60s后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄灯和支红灯亮，持续时间为5s。3）5s后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为50s。4）50s后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红灯和支黄灯亮，持续时间为5s。5s后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制电路也有4种状态，设这4种状态依次为：S0、S1、S2、S3。状态转换图如图所示。 三、主控制器 3.1 74LS90引脚排列图与逻辑图 十字路口车辆运行情况只有4种可能，实现这4个状态的电路，可用两个触发器构成，也可用一个二-十进制计数器或二进制计数器构成。我采用二-十进制计数器74LS90实现。 采用反馈归零法构成4进制计数器,即可从输出端QBQA得到所要求的4个状态。图4-1 74LS90管脚排列图,逻辑图如图所示。为以后叙述方便，设X1=QB,X0=QA。 74LS90管脚排列图 主控制器的逻辑图 3.2 74LS90的功能表及引脚功能. 74LS90功能表 输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QD QC QB QA R0(1)、R0(2) S9(1)、S9(2) CP1 CP2 1 1 0 × × 0 × × 0 0 0 0 清 0 0 × × 0 1 1 × × 1 0 0 1 置 9 0 × × 0 0 ?×× 0 ↓ 1 QA输出 二进制计数 1 ↓ QDQCQB输出 五进制计数 ↓ QA QDQCQBQA输出 8421BCD 码 十进制计数 QD↓ QAQDQ