电子线路综合设计-交通灯控制电路设计.doc

华南农业大学
电子线路综合设计
交通灯控制电路设计
容光宗胡添开黄琳清
09
班级:电气工程及其自动化5班组别:6
指导教师: 李继宇
2011年5月
摘要
随着当今社会交通业的迅速发展,交通指示灯成为安全交通必不可少的保障。本文通过数字电路的设计模拟仿真具有南北方向和东西方向的十字路口交通灯控制。
通过对交通灯显示状态和倒计时的分析,制定出交通灯电路控制的总体结构框架。分别从交通灯倒计时控制电路和状态显示两方面出发,设计两个方案。通过多方面的分析比较,最终确定采用倒计时控制显示状态的方案。
交通灯控制电路采用9V电池通过7805三端集成稳压器产生5V电源供电。由555定时器组成多谐振荡器产生时钟脉冲,经74LS193进行二分频,最终输出1HZ的脉冲信号:用74LS193和74LS74组成倒计时电路控制,一块74LS193显示十位,一块74LS193显示个位,D触发器则用于倒计时的清零;通过对30s、20s、5s的二进制代码分析,用门电路组成控制电路;控制电路产生的脉冲信号触发74LS193组成的加法器;通过74LS138译码器将74LS193的输出信号转换为显示灯的状态选择;通过分析,选择合适的门电路实现交通灯的指示功能。
关键词交通灯控制电路数字电路设计
目录
1设计任务及指标…………………………………………………………………………3
2交通灯控制电路分析……………………………………………………………………4
……………………………………………………………….4
……………………………………………………………….4
…………………………………………………………………….4
3交通灯控制电路设计…………………………………………………………………..6
.......................................................6
………………………………………………………………….6
………………………………………………………………….7
…………………………………………………………………….8
………………………………………………………….9
……………………………………………………………………….10
…………………………………………………….12
4实验误差和故障分析…………………………………………………………………..14
5课程设计的收获、体会和建议…………………………………………………………15
致谢
参考文献
附录
1 设计任务及指标
(1)要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒;
(2)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用倒计时的方法);
(3)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;
(4)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次;
(5)同步设置人行横道红、绿灯指示。
2 交通灯控制电路分析
交通灯运行状态分析
交通灯控制电路要求主干道绿灯或黄灯点亮时,主干道人行道红灯点亮,支干道红灯点亮且其人行道绿灯点亮;支干道绿灯或黄灯点亮时,支干道人行道红灯点亮,主干道红灯点亮且其人行道绿灯点亮;各干道绿灯→黄灯→红灯循环点亮。经分析,交通灯运行状态可以归纳为以下四种情况:
状态0:主干道绿灯点亮,其人行道红灯点亮,支干道红灯点亮且其人行道绿灯点亮;
状态1:主干道黄灯点亮,其人行道红灯点亮,支干道红灯点亮且其人行道绿灯点亮;
状态2:主干道红灯点亮,其人行道绿灯点亮,支干道绿灯点亮且其人行道红灯点亮;
状态3:主干道红灯点亮,其人行道绿灯点亮,支干道黄灯点亮且其人行道红灯点亮。
状态0的时间为25s,然后转换为状态1,持续5s后,状态3开始并持续15s,切换状态4并持续5s;至此,完成一个周期。
控制电路总体框架图
交通灯控制电路由电源电路、脉冲产生电路、分频电路、减法器构成的倒计时电路、灯状态变换电路、灯显示电路。框架图如下:
脉冲电路
分频电路
倒计时电路
显示器
状态控制电路
灯显示电路
电路
电源电路
供电
图1 控制电路总体框架图
方案设计及比较
经过交通灯状态显示分析,可以分别从倒计时控制和灯转换控制两方面出发,设计两种方案:
先设计倒计时电路