交通灯控制电路设计与制作毕业设计word格式.doc

目录
摘要 I
1 方案设计与选择 1
1
2
2 单元电路设计 4
秒脉冲信号发生器 4
五进制计数器 5
移位寄存器 7
信号灯控制 13
红灯信号控制 13
绿灯信号控制 13
黄灯信号控制 13
3 元器件清单 14
4 制作及调试 15
制作 15
调试 15
调试过程中发现的问题及解决 16
结束语 17
参考文献 18
交通灯控制电路设计与制作
1 方案设计与选择
要求设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒,黄灯先亮5秒,才能变换运行车道,黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。根据要求要用到1Hz时钟脉冲源,可用555定时器来实现,还要用到计数器,逻辑门等器件来实现。

交通灯控制原理图1如下图1-1所示:
555定
时器
计数器实现五进制
移位寄存器
甲车道信号灯
乙车道信号灯
图1-1 交通灯控制原理图1
首先用NE555定时器产生1Hz脉冲作为时钟脉冲信号源,用74LS161构成五进制计数器,每五秒自动清零,同时给74LS164移位寄存器一个脉冲信号,使寄存器移位,然后通过74LS164移位寄存器分别实现5秒,20秒,25秒的循环控制,分别使对应的黄灯,绿灯,红灯亮。最后用黄灯信号和秒冲信号源进行与逻辑运算,使得黄灯能够每秒闪烁一次。
交通灯控制电路图1如下图1-2所示:
图1-2 交通灯控制电路图1

交通灯控制原理图2如下图1-3所示:
秒脉冲发生器
控制器
译码器
信号灯

1Hz
图1-3 交通灯控制原理图2
,
74LS161计数器,实现5秒触发一次,74LS161构成十进制循环计数,然后接7442
四线-十线译码器对计数器的信号进行译码,信号通过非门,与非门的组合后接
到适当的交通灯上。1Hz的脉冲信号与黄灯信号逻辑与,实现每秒闪烁一次。
交通灯控制电路图2如下图1-4所示:
图1-4 交通灯控制电路图2
现在选择第一种方案来实现交通灯控制电路。
2 单元电路设计
秒脉冲信号发生器
时钟信号产生电路主要由NE555定时器组成震荡器,产生稳定的脉冲信号,送到状态产生电路,状态产生电路根据需要产生一定的“0”、“1 ”信号,电路图如下图2-1所示:
图2-1 秒脉冲发生电路

(2-1)
(2-2)
所以时间周期就是:
T=C=1s
图2-2 NE555管脚图
五进制计数器
要实现五进制计数,用74LS161四位二进制同步加法计数器,该计数器能同步并行预置数据,具有清零置数,计数和保持功能,具有进位输出端,可以串接计数器使用。它的管脚排列如图2-3所示:
图2-3 74LS161管脚图
管脚图介绍:
时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR
使能CEP,CET
置数PE
数据输出端Q0~Q3
以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)
下图为74LS161的功能表:
表2-1 74LS161功能表
从74LS161功能表功能表中可以知道,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一样,为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能,一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
所以可以利用一片74LS161实现五进制加计数,将CR=LD=EP=ET=“1”,D3,D2,D1,D0接地,二进制的五为(0101),故将Q2,Q0连到同一与非门后接CR清零端,每五个脉冲清一次零,实现五进制加计数器。
电路连接图如下图所示:
图2-4 五进制计数器电路图
移位寄存器
74LS164为8位移位寄存器,当清除端(CLEAR)为低电平时,输出端(QA-QH)均为低电平。串行数据输入端(A,B)可控制数据。当A、B 任意一个为低电平,则禁止新数据输入,在时钟端(CLOCK)脉冲上升沿作用下Q0