交通控制信号灯电路设计.doc

------交通信号灯序言: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路口,频繁发生交通问题,为了保证交通秩序和行人的安全,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。交通灯通过状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆和行人的安全,实现十字路口的交通管理自动化。设计步骤:一、目的(1)培养数字电路的设计能力(2)掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。二、内容及要求1、设计一个交通信号灯控制电路。要求:(1)主干道和支干道交替放行,主干道每次放行30秒,支干道每次放行20秒。(2)每次绿灯变为红灯时,黄灯先亮5秒,此时原红灯不变。(3)用十进制数字晃示放行及等待时间。2、用中小规模集成电路组成交通信号灯电路,并用EWB进行仿真。3、画出各单元电路图、整机逻辑图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。三、交通灯基本原理及设计方法晃示器译码器计数器时钟信号发生器主控制器信号灯译码驱动电路主干道信号灯支干道信号灯交通信号灯控制电路框图1、主控制器十字路口车辆运行情况有4种可能:①设开始时主干道通行,支干道不通行,这种情况下主绿灯亮和支红灯亮,持续时间为30秒;②30秒后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄灯亮和支红灯亮,持续时间为5秒;③5秒后,主干道不通行,支道通行,这种情况下主红灯和支绿灯亮,持续时间为20秒;④20秒后,主道仍不通,支道停车,这种情况下主红灯和支黄灯亮,持续时间为5秒。要求主控制器电路也有4种状态,设这4种状态为:、、、。状态图如下图所示。主控制器的状态图用二---十进制计数器74LS90来实现,采用反馈归零法构成4进制计数器。如下图所示。主控制器的逻辑图2、计数器计数器有两个作用:一个是根据主干道和支干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求,进行30秒、20秒、5秒3种方式的计数;二是向主控制器发出状态转换信号,主控制器根据状态转换信号进行状态转换。计数器除需要秒脉冲作用时钟信号外,还要受主控制器的状态控制。计数器的工作情况为:计数在主控制器进入状态时开始30秒计数;30秒后产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态,计数器开始5秒计数;5秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态,计数器开始20秒计数;20秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态,计数器开始5秒计数;5秒后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态,开始新一轮循环。根据以上分析,设30秒、20秒、5秒计数的归零信号分别为、、,则计数器的归零信号为:其中:考虑到主发器的状态转换为下降沿触发,将取反后送到主控制器的C