基于-數(shù)字電路交通紅綠燈設(shè)計(jì)

1、基于數(shù)字電路交通紅綠燈計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)目的 . 3二、設(shè)計(jì)任務(wù) . 4三、設(shè)計(jì)要求 . 4四、總體設(shè)計(jì)思路 . 5五、電路設(shè)計(jì)模塊與分析 . 61、交通燈控制系統(tǒng)的原理 . 62、狀態(tài)控制電路 . 73、初值預(yù)置電路 . 94 、數(shù)字顯示電路 . 115 、秒脈沖電路 . 11六、總設(shè)計(jì)電路圖 . 12七、元件清單及其引腳功能 . 13八、仿真故障 . 14九、心得體會(huì) . 15十、參考文獻(xiàn) .15一、設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)設(shè)計(jì)，鞏固和加深在數(shù)字電子技術(shù)課程中的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn) 中的基本技能，訓(xùn)練電子產(chǎn)品制作時(shí)的設(shè)計(jì)能力。2、通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合任務(wù)要求的電路。3、掌握常用集成器的一般設(shè)計(jì)方法。4

2、、訓(xùn)練并提高學(xué)生在文獻(xiàn)檢索、資料利用、方案比較和元器件選擇 等方面的綜合能力。5、熟練使用 Multisim 軟件1、設(shè)計(jì)任務(wù)在現(xiàn)代城市中，人口和汽車(chē)日益增長(zhǎng)，市區(qū)交通也日益擁擠，人 們的安全問(wèn)題也日益重要。因此，紅綠交通信號(hào)燈成為交管部門(mén)管 理交通的重要工具之一。交通信號(hào)燈常用與交叉路口，用來(lái)控制車(chē) 的流量，提高交叉口車(chē)輛的通行能力，減少交通事故。有了交通燈 人們的安全出行有了很大的保障。自從交通燈誕生以來(lái)，其部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn)，設(shè) 計(jì)方法也開(kāi)始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化、科學(xué)化、 簡(jiǎn)便化。尤其是近幾年來(lái)，隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電 子電路分析和設(shè)計(jì)方法有了很大

3、的改進(jìn)，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化也已經(jīng)成 為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通燈控制電路 的設(shè)計(jì)提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)通過(guò)采用數(shù)字電路對(duì)交通燈控制電路的設(shè)計(jì)，一般在每條 道路上各有一組紅、黃、綠交通信號(hào)燈，其中紅燈亮，表示該條道 路禁止通行；黃燈亮表示該條道路上未過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛停止通行， 已過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛繼續(xù)通行；綠燈亮表示該條道路允許通行。交通燈控制電路自動(dòng)控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮各種車(chē)輛和行人安全通行，實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動(dòng)化。1、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間 25s 。2、南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時(shí)間 25s 。3、東西方向

4、或南北方向黃燈亮，時(shí)間均為 5s 。四、總體設(shè)計(jì)思路1、根據(jù)本課題設(shè)計(jì)要求分析并畫(huà)出簡(jiǎn)易電路結(jié)構(gòu)框圖。2、按照電路結(jié)構(gòu)框圖繪制電路原理圖。3、選定各部分集成電路元器件的類(lèi)型。4、利用 Multisim 軟件對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行調(diào)試仿真。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，而確定交通燈控制器電路的系統(tǒng)工作框圖 1。通過(guò)主控制計(jì)數(shù)器( 74LS162 )控制電路的運(yùn)作和紅綠黃燈三種 信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換，用兩條QBQA輸出取四種狀態(tài)。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生整 個(gè)系統(tǒng)的脈沖，通過(guò)兩片減法計(jì)數(shù)器( 74LS192 )達(dá)到控制東西方 向和南北方向每種工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間的十位和個(gè)位。減法計(jì)數(shù)器 的借位端為主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)來(lái)完成狀態(tài)

5、的改變，同時(shí)主 控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。采用譯碼器( 74LS138 )譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位分別接 譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。通過(guò)電路與靜態(tài)顯示管 來(lái)循環(huán)顯示 25、5、25、5 這四個(gè)數(shù)。交通信號(hào)燈控制電路分為：秒脈沖發(fā)生器-狀態(tài)控制電路 -初值預(yù)置電路-數(shù)字顯示電路-秒脈沖電路譯碼顯示東西方向信號(hào)燈南北方向信號(hào)燈AAA減法計(jì)數(shù)器交通信號(hào)燈狀態(tài)控制1LA預(yù)置數(shù)控制主控制電路v秒脈沖五、電路設(shè)計(jì)模塊與分析1、交通燈控制系統(tǒng)的原理東西方向信號(hào)燈南北方向信號(hào)燈倒計(jì)時(shí)25S信號(hào)燈-計(jì)時(shí)器5S轉(zhuǎn)換器利用 555 定時(shí)器產(chǎn)生秒脈沖送至 74LS192 減

6、法計(jì)數(shù)器，控制 74LS192 做減法計(jì)算。狀態(tài)控制電路 74LS162 進(jìn)行交通信號(hào)燈之間 的轉(zhuǎn)換。 74LS138 輸入端接 74LS162 輸出端，再對(duì) 74LS192 進(jìn)行 預(yù)置數(shù)。2、狀態(tài)控制電路主控電路屬于時(shí)序邏輯電路，狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，由 它決定交通燈處于哪一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。從而使相應(yīng)的交通燈點(diǎn)亮，并 決定下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置電路該預(yù)置的信號(hào)燈的預(yù)置值。通過(guò) 74LS162控制主支干道紅綠黃燈亮滅的四種狀態(tài) So （南北方向綠燈 亮東西方向紅燈亮）Si （南北方向黃燈亮東西方向紅燈亮，S2為南 北方向紅燈亮.東西方向綠燈亮）S3 （南北方向紅燈亮東西方向黃燈 亮）。令燈亮為“ 1”、燈滅為“ 0”，南北干道紅綠黃等分別為 Ri、Gi、 Yi，東西干道紅綠黃等分別為 R2、G2、丫2，東西、南北方向交通信 號(hào)燈的工作是同時(shí)進(jìn)行的。 前25