智能交通燈控制器的設(shè)計報告樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。電子技術(shù)課程設(shè)計說明書題目:7智能交通燈控制器的設(shè)計(A)學(xué)生姓名:張鮮艷學(xué)號:06070407院(系):電氣與信息工程學(xué)院專業(yè):自動化指導(dǎo)教師:辛登科年12目錄1選題背景 11.1指導(dǎo)思想 11.2方案論證 11.3基本設(shè)計任務(wù) 11.4發(fā)揮設(shè)計任務(wù) 21.5電路特點 22電路設(shè)計 22.1總體方框圖 22.2工作原理 23各主要電路及部件工作原理 33.1555構(gòu)成多諧振蕩器 33.274LS0874LS3274LS04簡要說明 33.3CD4511簡要說明 4474HC190簡要說明 55元器件清單 66調(diào)試過程及測試數(shù)據(jù)(或者仿真結(jié)果) 66.1通電前檢查 66.2通電檢查 66.2.1計數(shù)顯示單元調(diào)試 66.2.2發(fā)光二極管調(diào)試 66.2.3NE555單元電路的調(diào)試 66.2.474HC32或門的調(diào)試 76.2.574HC04非門的調(diào)試 76.2.674HC08與門的調(diào)試 76.2.7控制器7490的調(diào)試 76.3結(jié)果分析 77小結(jié) 88設(shè)計體會及今后的改進意見 88.1體會 88.2本方案特點及存在的問題 88.3改進意見 8參考文獻 91:選題背景在很多城市的主支干道處,傳統(tǒng)的交通信號燈已不能滿足要求,設(shè)計一個智能交通信號燈控制器,由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口,在每個入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號燈。紅燈亮禁止通行,綠燈亮就允許通行,黃燈亮則停止行駛(給行駛中的車輛有時間停在禁行線以外),若檢測裝置檢測到支干道一定范圍內(nèi)沒有車輛,則主干道一只允許通行,否則主支干道紅綠燈交替運行。1.1簡述本設(shè)計的指導(dǎo)思想秒信號發(fā)生器產(chǎn)生整個定時系統(tǒng)的時基脈沖,經(jīng)過減法計數(shù)器對秒脈沖減計數(shù),達到控制每一種工作狀態(tài)的持續(xù)時間。減法計數(shù)器的借位脈沖使狀態(tài)控制器完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換用以控制紅綠燈的狀態(tài),同時給計數(shù)器置初始值。1.2:方案論證方案一:用NE555定時器設(shè)計一個周期為1s的多諧振蕩器,輸出接到16進制計數(shù)器的CLK,0-8狀態(tài)對應(yīng)45秒,9狀態(tài)對應(yīng)5秒,A-E狀態(tài)對應(yīng)25秒,F狀態(tài)對應(yīng)5秒。方案二:用NE555定時器設(shè)計一個周期為1s的多諧振蕩器,并用單時鐘同步十進制加\減計數(shù)器74LS190設(shè)計45s、25s、5s倒計時。因為主支干道燈亮的情況有4種,能夠用同步十進制加法計數(shù)器74LS160的輸出來設(shè)計,同時將其輸出信號給3線-8線譯碼器74LS138的輸入端,主支干道的燈經(jīng)過一定的邏輯關(guān)系接到三色燈上。選擇方案:方案一用16進制計數(shù)器的輸出端控制信號燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,雖然這種方案簡單可靠,可是這種方案不能直觀顯示當前數(shù)字;雖然方案二電路復(fù)雜,連線多,給焊接和電路檢查帶來一定的難度,但其能夠很準確的現(xiàn)實數(shù)字。因此選擇方案二。1．3基本設(shè)計任務(wù)(１)用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號指示燈。(2)讓主干道處于常允許通行的狀態(tài),支干道有車來時才允許通行?？捎眠壿嬮_關(guān)作主支干道檢測車輛是否到來的的信號。(3)主支干道交替允許通行。主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒。(4)在每次由綠燈亮轉(zhuǎn)換到紅燈亮的過程中,要亮5秒鐘的黃燈作為過渡。(5)設(shè)置45秒、25秒計時、5秒計時顯示電路。1．4發(fā)揮設(shè)計任務(wù)(1)能夠用紅外線傳感器檢測在主干道綠燈倒計時為1s時支干道上是否有車來(2)在三色燈的地方用LED顯示一些祝福語或警示語。1．5電路特點交通信號控制系統(tǒng)用中小規(guī)模集成電路設(shè)計,接線較為復(fù)雜2電路設(shè)計2.1總體方框圖主干道主干道支干道狀態(tài)譯碼器74LS138秒脈沖發(fā)生器NE555狀態(tài)控制器74LS160譯碼,顯示CD4511減法計數(shù)器74LS190置數(shù)控制圖2-1總體方框圖2.2工作原理將NE555S輸出的秒脈沖直接接到個位10進制計數(shù)器的CLK,用兩片10進制計數(shù)器級聯(lián)后就接到狀態(tài)控制器,控制器產(chǎn)生的信號經(jīng)簡單的門電路來控制紅綠燈的狀態(tài),當狀態(tài)需要跳轉(zhuǎn)時減法計數(shù)器產(chǎn)生的借位脈沖觸發(fā)狀態(tài)控制器以改變輸出狀態(tài),同時借位脈沖信號接到計數(shù)器的置數(shù)端,進入下一個狀態(tài),依次循環(huán),若支干道沒有車輛通行時直接將計數(shù)器輸出清零即可,有車時清零信號無效。3各主要電路及部件工作原理3.1555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路圖3-1NE555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路如圖所示,由555定時器和外接元件R1,R2,C構(gòu)成多諧振蕩器。電容C在(1/3)Ucc和(2/3)Ucc之間充電和放電,波形如下圖:輸出信號的時間參數(shù)是:T=Tw1+Tw2,Tw1=(R1+R2)Cln2,Tw2=R2Cln2振蕩頻率:f=1/T占空比:q=Tw1/(Tw1Tw2)=(R1+R2/R1+2*R2)本次使用的是1HZ的秒脈沖,故選取R1=72KΩ,R2=4.7KΩ,選取電容分別為10μF電解電容和10nF陶瓷電容。周期:T=[1000*(72+2*4.7)*10*0.69]/10uf≈1s3.274LS08、74LS32、74LS04簡要說明74LS08雙輸入四與門,管腳圖如附圖:真值表:74LS32雙輸入四或門,管腳圖如附圖74ls32真值表A

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174LS04非門,管腳圖如附圖真值表:3.3CD4511簡要說明該設(shè)計中選用的是七段數(shù)碼管如圖3-2所示,為共陰極的,用CD4511譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動,當電路正常工作時,數(shù)碼管上會按照設(shè)計要求顯示路燈持續(xù)工作的時間與工作的次數(shù)。 半導(dǎo)體數(shù)碼管計數(shù)器用來產(chǎn)生十進制計數(shù),其輸出信號加在譯碼器輸入端,經(jīng)譯碼后可在輸出端產(chǎn)生所需的控制信號。本電路中譯碼驅(qū)動器采用CD4511。CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極LED(數(shù)碼管)顯示器的BCD碼—七段碼譯碼器,特點如下:具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流,可直接驅(qū)動LED顯示器。CD4511的內(nèi)部有上拉電阻,在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。"Q9其功能介紹如下:

BI:4腳是消隱輸入控制端,當BI=0時,不論其它輸入端狀態(tài)如何,七段數(shù)碼管均處于熄滅(消隱)狀態(tài),不顯示數(shù)字。

LT:3腳是測試輸入端,當BI=1,LT=0時,譯碼輸出全為1,不論輸入DCBA狀態(tài)如何,七段均發(fā)亮,顯示”8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。

LE:鎖定控制端,當LE=0時,允許譯碼輸出。LE=1時譯碼器是鎖A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。

a、b、c、d、e、f、g:為譯碼輸出端,輸出為高電平1有效。

CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能,一般以反相器作輸出級,一般見以驅(qū)動LED。各引腳的名稱:其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D;5、4、3分別表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分別表示

a、b、c、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入,右邊表示輸出,還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。CD4511引腳圖如下:CD4511功能圖如下:輸入輸出LEBILIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隱01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱011111100000

0消隱111XXXX鎖存鎖存474HC190簡要說明圖3-274HC190各引腳圖3-374HC190功能5元器件清單所需器材器件名稱(N為民用)備注數(shù)量數(shù)碼管七段共陰極數(shù)碼管274LS160N同步十進制可逆計數(shù)器2CD4511譯碼器274LS90單時鐘同步十進制加\減計數(shù)器174LS1383線-8線譯碼器174LS04N非門174LS08N雙輸入與門274LS32雙輸入或門NE555八腳時基集成電路1電阻50KΩ14.7KΩ122kΩ1430Ω6220Ω15電容103(10nF陶瓷電容)110μF(電解電容)1開關(guān)單刀雙擲1LED發(fā)光二級管黃、綠、紅6銅座4其它銅柱,導(dǎo)線若干表格5-1(在表上面,5號字體)(表)居中字體5號6調(diào)試過程及測試數(shù)據(jù)(或者仿真結(jié)果)為使電路便于調(diào)試我們采用分塊調(diào)試的方法。6.1通電前檢查電路安裝完畢后,經(jīng)檢查電路各部分接線正確,電源、元器件之間無短路,器件無接錯現(xiàn)象。6.2通電檢查6.2.1按鈕開關(guān)的檢查首先將按鈕開關(guān)和其它電路模塊斷開,只留按鈕開關(guān)部分。其次,電路兩端接5伏直流電壓。理論上對于……6.2.2CD45111模塊的調(diào)試將CD4511模塊與按鈕開關(guān)之間的電路連接起來,……….6.2.3NE555單元電路的調(diào)試斷開其它單元,將3腳接到示波器的一端,示波器另一端接地,看輸出的波形及周期。6.2.474LS04非門的調(diào)試6.2.574LS32非門的調(diào)試6.2.7發(fā)光二極管的調(diào)試未接電源時,萬用表打到電阻檔上,紅表筆接發(fā)光二極管的一端,黑表筆接另一端,看其阻值,值為無窮大即”1”說明發(fā)光二極管的正負接反了,有有限的阻值說明紅表筆對應(yīng)的為發(fā)光二極管的正極。6.3結(jié)果分析當按鈕在主干道的綠燈亮到1S時按下,交通燈的指示不變,在下一次主干道的綠燈亮到1S時不按下按鈕,支干道綠燈亮,實物效果正確。7小結(jié):課設(shè)順利結(jié)束,基本設(shè)計任務(wù)能夠完成,但還是有一點小問題需要改進,在這個過程中自己收獲頗多,謝謝老師、同學(xué)的幫忙。8設(shè)計體會及今后的改進意見8.1體會這次的課程設(shè)計我學(xué)到了很多,無論學(xué)習(xí)、交際、生活都受益匪淺。首先是學(xué)習(xí)方面:大二