电子设计交通灯技术文档 修改版.pdf

杭州电子科技大学电子设计——交通灯控制器文档 交通信号灯控制器设计技术文档 作者：梁李殷 1. 11..引言 1.1 11..11编写目的 这份文件是电子设计课程实验的一部分，是对电子设计——实验七：交通信号灯控制器 设计过程的说明，供老师检查考核之用。 1.2 11..22背景 该交通灯系统控制器的实验名称是电子设计——实验七：交通信号灯控制器。 设计要求 （基本）：设计十字路口的交通灯，每个路口用三个LED表示左转、直行、右转三个方 向，每个方向用红、绿、黄三种颜色表示，自行设计控制逻辑 （基本）：用键盘输入交通状态模拟道路情况 （扩展）：为每个路口的红灯加两位数码管显示等待时间。 实验室可以提供的主要元件清单 双色LED 12个 74HC595或者74HC373 4个 我们组使用的器件是锁存器是74HC373，双色二极管为共阴极二极管。 该交通灯控制器系统由电子设计第16大组第16小组成员梁伟、李伟和殷岚共同完成。 2 22．任务概述 2.1 22..11目标 由于时间关系，本小组完成内容只包括两个基本要求，并未涉及扩展要求，即： （基本）：设计十字路口的交通灯，每个路口用三个LED表示左转、直行、右转三个方 向，每个方向用红、绿、黄三种颜色表示，自行设计控制逻辑 （基本）：用键盘输入交通状态模拟道路情况 2.2 22..22进度安排 在硬件检查之前完成总体设计，编程，搭建硬件结构，硬件软件调试；在考试之前完成 设计技术文档。计划用三周时间： 第一周：完成总体设计，编程。 第二周：实现硬件。 第三周：硬件软件调试和改进。 3 33．路口通行规则 该通行规则未设人行道，所以允许全程右转，通行规则如下： （1） 车辆南北向直行、各路右拐。南北向通行时间为 1min，各路右拐比直行滞后 10s开 放。 （2） 车辆南北向左拐、各路右拐。通行时间为1min。 （3） 车辆东西向直行、各路右拐。东西向通行时间为1min，各路右拐比直行滞后 10s开 放。 （4） 车辆东西向左拐、各路右拐。通行时间为1min。 1 杭州电子科技大学电子设计——交通灯控制器文档 4 44．方案论证与比较 4.1方案论证与比较 每个路口有三盏灯，共六只脚需要由单片机提供状态信息。四个路口共有24只脚。根 据实验要求和器件限制，我们有两种方案可供选择： 方案一：采用总线模式，由单片机依次输出四个路口交通灯的当前状态和锁存器片选信 号，使用4块74HC373 锁存住四个路口的状态信息。利用时间作为中断信号，当定时到后， 单片机再依次输出下一组状态信息，以此类推，循环输出八个状态。在该方案下，每个 74HC373 连接一个路口的6个脚，74HC373还多出2个脚。 方案二：采用总线模式，由单片机依次输出四个路口交通灯的当前状态和锁存器片选信 号，使用2块74HC373 锁存住四个路口的状态信息。利用时间作为中断信号，当定时到后， 单片机再依次输出下一组状态信息，以此类推，循环输出八个状态。两块74HC373共有16 只脚，还不到24只脚，但是我们注意到通行规则中规定全程右转，也就是说作为指示右转 的路灯不需要控制，只需要固定的连接方式让它一直亮绿灯就行了，这样就省了2×4=8只 脚，剩下的16只脚刚好可以和2片74HC373的16只脚相连。 方案一和方案二的总体思路都是一样的，虽然在编码上变得复杂，但所用的器件有所减 少，节约了端口资源，降低了成本，所以我们采取方案二。 4.2总体方案设计 控制系统采用总线模式，其框架图如图1. 在此基础上，我们可以得到系统连线图。由于整体连线图的前半部分数据总线与 74HC373 的接线相对简单，这里不作说明，将上图后半部分74HC373 的输出与双色二极 管之间的连线图表示如图2. 2 杭州电子科技大学电子设计——交通灯控制器文档 5 55．状态编码 5.1 55..11通行规则编码表 根据图2的接线方式和路口通行规则，我们可以得到单片机输出值的编码表，但在次之前，