交通灯设计与仿真.doc
16页1、目 录目 录11 选题背景31.1 指导思想31.2 方案论证31.3 基本设计任务41.4 发挥设计任务41.5 电路特点42 电路设计42.1 总体方框图42.2 工作原理53 各主要电路及部件工作原理53.1 555秒脉冲电路简要说明53.2 控制电路简要说明63.3 计时电路简要说明73.4 显示电路简要说明83.4.1 74LS138简要说明83.4.2 显示电路设计说明84 原理总图95 元器件清单106 调试过程及测试数据106.1 通电前检查106.2 通电检查106.2.1 NE555单元电路的调试106.2.2 计数电路模块的调试116.2.3发光二极管的调试126.3 结果分析137 小结148 设计体会及今后的改进意见148.1 体会148.2 本方案特点及存在的问题158.3 改进意见15参 考 文 献16 正 文1 选题背景随着经济的突飞猛进和人们生活水平的提高,现如今几乎家家户户都有了自己的小汽车。如何保证交通安全这一问题也变的尤其的突出,传统的人力指挥已经满足不了当今的现状。电子交通控制灯可以适应各种不同的要求,同时也节约大量的人力物力,使交通指挥有效而
2、简便。1.1 指导思想交通灯控制显示电路主要可分成时序电路,计时电路,控制电路,显示电路四部分。时序电路产生秒脉冲,用555定时器来实现。计时电路分别给出45秒,5秒,25秒,5秒的信号,用74LS160实现计时功能。控制电路控制计时电路的四种不同情况。显示电路通过二极管显示灯显示主、支干道的情况。1.2 方案论证方案一:利用555产生秒脉冲。由设计要求可知,计时电路需产生45s,5s,25s, 5s四种不同的计数方式,共80s。用一片74LS161产生5进制数,使第二片74LS161分成16个状态,每个状态5s。利用门电路将16个状态分成四种情况:a) 第1至第9个状态共45sb) 第10个状态5sc) 第11至第15个状态共25sd) 第16个状态5s把上述四种情况分别送给JK触发器,使其产生00,01 ,10,11四个状态,将四个状态送74LS138译码后经显示电路显示。a) 主干道:绿灯(a)、黄灯(b)、红灯(c与d) b) 支干道:绿灯(c)、黄灯(d)、红灯(a与b)特点:设计巧妙利用了161的16个状态,使设计要求的四个状态合理分配。方案二:利用555作为秒脉冲,用两片
3、74LS160做并联清零分别做成45s、5s、25s、5s四种不同的计数方式,且每次的清零信号同时给另一片74LS160作为脉冲信号让其计数,使其产生00,01 ,10,11四个状态,然后通过74LS138形成四种不同的情况,分别为Y0(45s)、Y1(5s)、Y2(25s)、Y3(5s),经显示电路显示。a) 主干道:绿灯(Y0)、黄灯(Y1)、红灯(Y2与Y3) b) 支干道:绿灯(Y2)、黄灯(Y3)、红灯(Y0与Y1)特点:思路明确简单易懂综合对比方案一与方案二:方案一相对元器件数目种类较少,焊接方便,但运行不稳定;方案二运行稳定且调试方便。综合对比选择方案二作为设计方案。1.3 基本设计任务设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则停止行驶(给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外)。具体要求如下:a) 用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。b) 主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒。c) 在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中,要亮5秒钟的黄灯作为过渡。1.
4、4 发挥设计任务为了观察方便和精确计时,加一个数码显示电路,显示计数值。1.5 电路特点利用555作为秒脉冲,两片74LS160做并联清零分别做成45s、5s、25s、5s四种不同的计数方式,且每次的清零信号同时给另一片74LS160作为脉冲信号让其计数,使其产生00,01 ,10,11四个状态,然后通过74LS138形成四种不同的情况,分别为Y0(45s)、Y1(5s)、Y2(25s)、Y3(5s),思路简单易懂,却运行稳定。2 电路设计2.1 总体方框图控 制 电 路计 时 电 路显 示 电 路时 序 电 路图2 总体方框图2.2 工作原理a) 时序电路:由555定时器构成,提供秒脉冲信号。b) 计时电路:由两片74LS160并联清零构成,依次从0计时到45,清零;从0计时到5,清零;从0计时到25,清零;从0计时到5,清零,循环进行。c) 控制电路:利用74LS04、74LS10、74LS21、74LS20将每次的清零信号同时送给另一片74LS160作为脉冲信号让其计数,使其产生00,01 ,10,11四个状态。d) 显示电路:利用74LS160产生00,01 ,10,11的四个
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