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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué)號 評定等級東北師范大學(xué)2015 2016學(xué)年學(xué)年小論文題目:交通燈設(shè)計實驗報告學(xué)院、系 物理學(xué)院 專業(yè)名稱 電氣及其自動化 年 級 2014級 學(xué)生姓名 伍敏 2016年11月1日一設(shè)計背景如今,紅綠燈成為管制交通的最有效的手段之一。作為疏導(dǎo)交通必不可少的工具,已經(jīng)出現(xiàn)在各個交通路口。紅綠燈的出現(xiàn)有效的減少了交通事故的發(fā)生,提高了道路的暢通性。因此,為了鞏固對課堂知識的理解,更進(jìn)一步了解單片機結(jié)構(gòu)與功能,加強自己的動手實踐能力,本人決定用單片機來實現(xiàn)簡單模擬交通燈的設(shè)計。二設(shè)計功能1.東西方向車道和南北方向車道上車輛交替運行。2.路口數(shù)碼管按秒倒計時顯示數(shù)字作為提
2、醒。3.紅燈亮表示禁止通行,綠燈亮表示允許通行。4.數(shù)碼管顯示時間共用,按秒倒計時顯示數(shù)字作為提醒。 5.黃燈時間和綠燈時間可以進(jìn)行更改,紅燈時間默認(rèn)為兩個時間相加。南東n 西n 北交通路口示意圖 主 干 道 三所需元件1. 74ls192 2. 74ls245 3. 74138 4. 7486 四異或門5. 7474雙D觸發(fā)器 6. 發(fā)光二極管 12個(紅黃綠各3個)7. 電容電阻若干 8. 晶振9. 導(dǎo)線若干四實驗設(shè)計部分設(shè)計思路輸出電路狀態(tài)譯碼電路東西方向計時南北方向計時秒信號產(chǎn)生電路時間倒計時電路狀態(tài)產(chǎn)生電路時間預(yù)置電路五單元設(shè)計電路秒信號發(fā)生器:本來想選用555定時器實現(xiàn)秒信號產(chǎn)生的
3、額基本功能,因為在課上接觸到的比較熟悉,但是由于某些原因,不讓使用555定時器,只能夠想用32768晶振和CD4060搭配,通過分頻實現(xiàn)秒信號發(fā)生的功能,而且由于555定時器受到的外界因素影響較大,使用晶振產(chǎn)生的秒信號會更加的穩(wěn)定。.時間預(yù)置電路:74LS245:同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器,通過G端口的選擇,可以選擇由A向B發(fā)送數(shù)據(jù)或者是由B向發(fā)送數(shù)據(jù)。每個芯片有著八個開關(guān),前四個開關(guān)控制的計時的個位數(shù)據(jù),后四個開關(guān)控制的計時的十位預(yù)置數(shù)據(jù)。而預(yù)置數(shù)據(jù)具體選擇的是哪一個芯片上的數(shù)據(jù)由控制,任何時刻兩個芯片只有其中的一個能正常傳輸數(shù)據(jù),而另一個不能傳輸。一個控制黃燈的預(yù)置時間,一個控制綠燈的預(yù)置時間
4、,而紅燈的時間是默認(rèn)為黃燈時間加上綠燈的時間。如此便成功的實現(xiàn)了隨時控制黃綠燈的時間。.計數(shù)器電路:74LS192:該電路中選用兩個該芯片控制數(shù)碼管的顯示,一個控制個,一個控制十位,芯片里的ABCD為預(yù)置數(shù),但沒有明確是預(yù)置什么數(shù),數(shù)字由之前的同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器傳輸過來,如此實現(xiàn)更改預(yù)置時間的功能。使用的是減數(shù)功能,觸發(fā)源接DOWN,同時UP必須接上電源電壓,BO為借位輸出,接上另一個的DOWN,實現(xiàn)兩位數(shù)的減法計數(shù)功能。整個計數(shù)采用的是反饋置數(shù)法,當(dāng)借位為時通過四與非門接入LOAd,從而置數(shù)。本實驗使用的實驗箱中數(shù)碼管自帶譯碼功能,輸出的QaQbQcQd直接接上數(shù)碼管。六控制電路甲綠燈亮
5、,乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行,乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔TL時控制器發(fā)出狀態(tài)信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 (2)乙車道黃燈亮乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行已過停車線的車輛繼續(xù)通行乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔TY時控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 (3)甲車道紅燈亮乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時間間隔TL時控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 (4)甲車道紅燈亮乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止同行,乙車道上未位過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔TY時控制
6、器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第1種工作狀態(tài)。 交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由控制器進(jìn)行控制的。設(shè)控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10,并分別用S0、S1、S3、S2表示,則控制器的工作狀態(tài)及功能如表1所示控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見,把燈的代號和燈的驅(qū)動信號合二為一,并作如下規(guī)定控制狀態(tài)和信號燈狀態(tài)下,車道的運行狀態(tài): S000甲綠、乙紅 甲車道通行、乙車道禁止通行 S101甲黃、乙紅 甲車道緩行、乙車道禁止通行 S311甲紅、乙綠 甲車道禁止通行、乙車道通行 S210甲紅、乙黃 甲車道禁止通行、乙車道緩行 控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信
7、號:AG=1:甲車道綠燈亮;BG=1:乙車道綠燈亮;AY=1:甲車道黃燈亮;BY=1:乙車道黃燈亮;AR=1:甲車道紅燈亮;BR=1:乙車道紅燈亮;.狀態(tài)控制電路:兩個雙觸發(fā)器組成,其中會通過數(shù)據(jù)選擇器選擇以上的四種狀態(tài)之一,進(jìn)而控制紅綠燈的亮滅和計時器的倒數(shù)計時。其中計算后的電路如右圖所示,采用同步時鐘計數(shù)器,為時鐘端,為異或門。.狀態(tài)譯碼電路::線譯碼器如右圖所示,狀態(tài)產(chǎn)生電路的輸出端接入右圖的數(shù)據(jù)選擇器中,其中為三位數(shù)據(jù)地址的低二位,最高位接地,表示,四個狀態(tài),并且會不斷循環(huán)重復(fù)。其中一個譯碼器的輸出電路為控制兩條道路紅燈的亮滅,另一個譯碼器的輸出電路控制兩條道路黃綠燈的亮滅,并且兩種情
8、況控制黃燈預(yù)置數(shù)輸入有效,其他兩種情況控制綠燈預(yù)置數(shù)輸入有效。另外,由于選擇器的輸出是相反的,還需要一個反相器也就是非門進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而使燈亮。七總電路設(shè)計圖分析總結(jié)組裝電路之前一定要確保設(shè)計的電路圖完全正確,尤其是必需得做好實驗的仿真,這樣才能在檢查組裝的電路時不用考慮太多,更加方便的找出錯誤。實驗組裝過程中一定要保證每根線都插好,接觸正常,最好是出現(xiàn)了現(xiàn)象的版塊優(yōu)先做,這樣就可以一步一步的邊做邊檢查錯誤,不然出現(xiàn)的錯誤十分難找。連電路的時候最好是一塊一塊的組裝,每連好一塊就檢查是否正常工作。這樣可以很節(jié)省時間,避免到最后無從下手??傊?,組裝電路的時候應(yīng)該很小心,盡量做好每項工作,避免粗心造成的錯誤最重要。在實驗過程中的后半部分,由于現(xiàn)象從最開始就沒有十分正確,一步步的做到了最后的時候,線路已經(jīng)十分之多了,
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