信號燈紅綠燈電子電路設(shè)計(jì)

PAGEPAGE１電子電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱十字路口自動紅綠燈指揮系統(tǒng)課題編號8學(xué)院（系）機(jī)械與能源工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化學(xué)生姓名學(xué)號2013年8月30日2.信號燈計(jì)數(shù)電路信號燈計(jì)時(shí)電路由兩個(gè)74LS160芯片構(gòu)成。第一個(gè)芯片U1從十進(jìn)制用置數(shù)法改裝為五進(jìn)制，作為個(gè)位計(jì)數(shù)器；第二個(gè)芯片U2亦用置數(shù)法從十進(jìn)制改裝為八進(jìn)制，作為十位計(jì)數(shù)器。再將兩塊芯片通過串聯(lián)進(jìn)位方式連接，將其連接成為40進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。1秒記一個(gè)數(shù)，40正好是一個(gè)信號燈變換周期。而個(gè)位5進(jìn)制也可以同時(shí)滿足對需要的5、15、20秒的利用。圖5信號燈計(jì)數(shù)電路3.信號燈控制電路信號燈全部利用門電路控制實(shí)現(xiàn)，通過對計(jì)數(shù)器十位輸出端電壓值的判斷，來決定信號燈的點(diǎn)亮與熄滅。以下表2、3為從代碼和信號燈兩個(gè)角度出發(fā)，得到的信號燈控制規(guī)則，也可以參照表4信號燈時(shí)間安排：時(shí)間（s）計(jì)數(shù)器十位二進(jìn)制代碼點(diǎn)亮信號燈00000/1000東西綠、南北黃50001/1001東西綠、南北紅100010/1010東西綠、南北紅150011/1011東西綠、南北紅200100/1100東西黃、南北綠250101/1101東西紅、南北綠300110/1110東西紅、南北綠350111/1111東西紅、南北綠表2各代碼控制的信號燈信號燈點(diǎn)亮規(guī)則東西綠百位為0東西黃末三位為0東西紅百位為0，末兩位不全為0南北綠百位為1南北黃末三位為100南北紅百位為1，末兩位不全為0表3各信號燈點(diǎn)亮規(guī)則0-5s5-10s10-15s15-20s20-25s25-30s30-35s35-40s東西綠東西黃東西紅南北黃南北紅南北綠表4信號燈時(shí)間安排通過以上的三個(gè)表格，可以很快用各門電路的組合得出信號燈控制電路。（各門電路輸出低電平有效）如下圖所示：圖6信號燈控制電路以上是信號燈基本功能，以下為擴(kuò)展功能倒計(jì)時(shí)電路，其顯示電路及聲音提示電路如下圖所示，最左邊是倒計(jì)時(shí)電路，中間部分為顯示電路，右下角的是聲音提示線路。圖7倒計(jì)時(shí)電路，其顯示電路及聲音提示電路其中倒計(jì)時(shí)電路采用了兩塊可逆雙時(shí)鐘BCD計(jì)數(shù)器74LS192。個(gè)位十進(jìn)制，十位以置數(shù)法改為二進(jìn)制，用串聯(lián)進(jìn)位方式連接成為二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。與信號燈的技術(shù)方式不同，這里的計(jì)數(shù)采用減法計(jì)數(shù)方式，即每次計(jì)數(shù)從19開始一直到00，故滿足每個(gè)路口20秒的綠燈時(shí)間。顯示電路模塊采用了DCD_HEX_BLUE數(shù)碼顯示管。由于基本功能和擴(kuò)展功能分離的設(shè)計(jì)帶來了更多的芯片，這里不再使用7段數(shù)碼管，以免增加至少兩個(gè)七段顯示譯碼器，造成電路面積的冗余。而DCD_HEX系列的顯示管內(nèi)置了譯碼器，所以不用譯碼器的配合，而引腳也從7+1個(gè)減少至3個(gè)，接線方便。聲音提示電路由或門控制，在倒計(jì)時(shí)進(jìn)入最后三秒時(shí)，計(jì)數(shù)器個(gè)位的三四位為0，計(jì)數(shù)器十位為0，僅此時(shí)或門輸出低電平，蜂鳴器導(dǎo)通，發(fā)聲提示，直到計(jì)數(shù)器十位置數(shù)以后，或門輸出高電平，蜂鳴器停止工作?？傮w結(jié)構(gòu)框圖圖8總體結(jié)構(gòu)存在問題及改進(jìn)方法信號燈的點(diǎn)亮與熄滅時(shí)間是定死的，如果其等待時(shí)間需要作出調(diào)整，將極為不便。解決方案：增加編碼器，通過編碼器能實(shí)現(xiàn)對預(yù)置時(shí)間更復(fù)雜的控制。由于基本功能和擴(kuò)展功能是分離式的設(shè)計(jì)，擴(kuò)展功能故障不會引起基本功能的運(yùn)作。但一旦基本功能故障，擴(kuò)展功能將會繼續(xù)工作。在沒有信號燈工作的路口，僅僅顯示倒計(jì)時(shí)數(shù)字和聲音提示，這恰恰是一項(xiàng)沒有意義的工作。解決方案：增加基本功能的故障檢測電路，一旦檢測到信號燈無法正常工作，強(qiáng)迫擴(kuò)展功能停止工作。分離式設(shè)計(jì)在擴(kuò)展功能入口預(yù)留了開關(guān)，僅需將故障檢測輸出與該開關(guān)相關(guān)聯(lián)即可。3.倒計(jì)時(shí)只有一種顏色，無法區(qū)分紅綠燈。解決方案：增加判斷電路，采取不同顏色的數(shù)碼顯示管。綠燈時(shí)，使用綠色或藍(lán)色倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示管，紅黃燈時(shí)采用黃色或橙色帶有警戒意義顏色的倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示管。五、參考資料及網(wǎng)站1./view/5ec04506bed5b9f3f90f1ce5.html《簡易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告》2./view/4bf01f6f25c5