交通灯控制电路.doc

——交通灯控制电路
学校:****
学院:************
班级:******
姓名:***
学号:**********
指导老师:***
目录

第一章:设计任务书……………………………………
第二章:设计任务分析与方案选择……………………
第三章:电路设计………………………………………
第四章:使用操作说明…………………………………
第五章:总结与展望……………………………………
第六章:参考文献………………………………………
第七章:附录……………………………………………
第一章:设计任务书
随着社会的飞速发展,城市交通问题日益凸显严重,尤其在城市街道的十字叉路口,频繁发生交通问题,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮,表示道路禁止通行;黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行,已经过停车线的的车辆继续通行;绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通过的状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆行人的安全,实现十字路口交通管理自动化。
第二章:设计任务分析与方案选择
一、设计题目:
交通灯控制电路
二、学****要求 
。
、计数器的工作原理。
,画出完整的电路图。
三、设计要求:
,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;
,才能变换运行车道;
3. 时钟指示灯每秒亮一次;
4. 发生特殊情况时,执勤人员能发出特殊的请求信号,管理器应响应上述请求,指挥有关道路的红灯点亮,禁止该道路的车辆通行,特殊情况过后应能恢复常态;
5. 计出交通灯控制电路逻辑图。
四、系统原理框图
图1. 交通灯控制系统的原理框图
第三章:电路设计
单元电路的设计
(1)秒脉冲发生器
秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成,其中R6,C2的电阻电容值决定了脉冲宽度。
图3 秒脉冲发生器原理图
如图3所示,R6、C2组成一个串联RC充放电电路,在NE555的7脚上输出一个方波信号,C2上得到一个三角波。此三角波送到NE555的2脚输入端。由
NE555内部的比较器和门电路共同作用,维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。
(2)控制器
     控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从ASM图可以列出控制器的状态转换表,如表9_3所示。选用两个D触发器FF1、FF0做为时序寄存器产生4种状态,控制器状态转换的条件为TL和Ty,当控制器处于Q1nQ0n=00状态时,如果TL=0,则控制器保持在OO状态;如果TL=1,则控制器转换到Q1n+1Q0n+1=01状态。这两种情况与条件Ty无关,所以用无关项“×”表示。其余情况依次类推,同时表中还列出表9_3 控制器状态转换表
输入
输出
现态
状态转换条件
次态
状态转换信号
Q1n Q0n
TL TY
Q1n+1 Q0n+1
ST
O 0
0 O
0 1
O l
1 l
1 l
1 O
1 O
O ×
l ×
× 0
× 1
0 ×
1 ×
× 0
× l
O O
O 1
O 1
l l
1 1
l 0
1 0
0 0
O
1
O
l
0
1
0
l
图9_5 控制器逻辑图
根据表9_3,可以推出状态方程和转换信号方程,其方法是:将Q1n+1 、Q0n+1和ST为 l的项所对应的输入或状态转换条件变量相与,其中“l”用原变量表示,“0”用反变量表示,然后将各与项相或,即可得到下面的方程:
根据以上方程,选用数据选择器74LSl53来实现每个D触发器的输入函数,将触发器的现态值(Q1n、Q0n)加到74LS153的数据选择输入端作为控制信号,即可实现控制器的功能。控制器的逻辑图如图9
_5所示。图中R、C构成上电复位电路。
(3)定时器
定时器由与系统秒脉冲(由时钟脉冲产生器提供)同步的计数器构成,要求计数器在状态转换信号ST作用下,首先清零,然后在时钟脉冲上升沿作用下,计数器从零开始进行增1计数,向控制器提供模5的定时信号Ty和模25的定时信号TL 。
图9_3 74LSl63的外引线排列图
计数器选用集成电路74LSl63进行设计较简便。74LSl63是4位二进制同步计数器,它具有同步清零、同步置数的功能。74LSl63的外引线排列图如图9_3所示,其功能表如表9_2所示。图中,是低电平有效的同步清零输入端,是低电