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交通信号灯存在的问题 12 七 参考文献
简易交通信号灯控制器课程设计_其它_职业教育_教育专区。《电工与电子技术基础》课程设计报告 题目 简易交通信号灯控制器 学院（部） 汽车学院 专业 车辆工程 班级 学生姓名 学号 6 月 29 日至 7 月 3 日 共 一 周 目录
《电工与电子技术基础》课程设计报告 题目 简易交通信号灯控制器 学院（部） 汽车学院 专业 车辆工程 班级 学生姓名 学号 6 月 29 日至 7 月 3 日 共 一 周 目录 一、 主要技术指标和要求……………………………………… 2 二、 摘要………………………………………………………… 2 三、 总体设计方案论证及选择………………………………… 2 四、 设计方案的原理框图、总体电路原理图及说明 1、 设计方案的原理框图………………………………… 3 2、 总体电路原理图及说明……………………………… 4 五、 单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算 1、CP 脉冲发生器电路…………………………………… 5 2、主控电路模板………………………………………… 7 3、组合逻辑电路模块…………………………………… 8 4、负载电路……………………………………………… 11 六、 收获与体会，存在的问题……………………………… 12 七、 参考文献………………………………………………… 13 八、 附件（元件材料清单、原理电路图或其他说明）…… 14 1 一、 主要技术指标和要求 （1） 定周控制：主干道绿灯亮 45 秒，只感支干道绿灯亮 25 秒； （2） 每次由绿灯变为红灯时，应有 5 秒黄灯亮作为过渡； （3） 分别用红、黄、绿色放光二极管表示信号灯； （4） 设计计时显示电路。 二、 摘要 在现代城市中，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工 具之一。目前的交通信号灯电路大多分为主干道电路和支干道电路， 通过适当的控制电路分别对主干道和支干道进行控制，达到合理的亮 灭规律，从而很好的规范人们的出行秩序。 本文设计的简易交通信号灯控制器方案分四大模块：1，脉冲信 号发生模块。采用 555 秒脉冲发生器提供脉冲信号；2，主控制器模 块。采用 74LS161 型 4 位同步二进制计数器加上清零电路；3，组合 逻辑电路模块。利用 74LS161 的四个输出端和门电路构成组合逻辑电 路来输出相应的高电平或低电平；4，负载。通过这四个模块来实现 对交通信号灯的控制。 三、 总体设计方案论证及选择 方案一：用多个不同步的信号分别控制各信号灯的开关，即分别 用持续 45S、5S、25S、5S 的倒计时计数器来控制各信号灯。 方案二：交通信号灯的状态可以分为四种，且四种状态的周期和 为 T=45+5+25+5=80S，所以信号灯的每个循环周期为 80S，因此，可 以利用两个 74LS290 型十进制计数器组成一个八十进制的计数器的 2 周期为 80*1S=80S。电源接通时，计数器为零，此时主干道绿灯和支 干道红灯点亮，其余灯关灭；此后，经过组合逻辑电路使得当计数器 的第 45 个脉冲、50 个脉冲、75 个脉冲和 80 个脉冲到来时，分别控 制信号灯状态改变，达到预计要求。 方案三：选择 74LS161 型同步二进制计数器，其共有十六个状态。 用 555 定时器产生周期为 5S 的时钟脉冲，所有计数器循环周期为 16*5=80S，并对应信号灯的 80S 工作循环。然后将计数器的四个输出 端接上相应的组合逻辑电路，产生高电平或低电平分别控制六个信号 灯。电源接通时，计数器为零，此时主干道绿灯和支干道红灯点亮， 其余灯关灭；此后，经过组合逻辑电路使得当计数器的第 9 个脉冲、 10 个脉冲、15 个脉冲和 16 个脉冲到来时，交通信号灯分别控制信号灯状态改变， 达到预计要求。 综合分析，方案一电路比较复杂，且要使用我们不熟悉的减法计 数器；方案三采用 74LS161 型四位同步二进制计数器，与方案二的八 十进制计数器相比，结构简单，更容易实现，且我们对 74LS161 型四 位同步二级制计数器更加熟悉。所以选择方案三。 四、 设计方案的原理框图、总体电路原理图及说明 1、设计方案应满足的信号灯亮灭表 0-45S 45-50S 50-75S 75-80S 主干道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 支干道 红灯亮 绿灯亮 黄灯亮 3 设计方案的原理框图 脉冲信号发生器 T=5S 计数器电路 74LS161 清零电路 组合逻辑电路 2、总体电路图 负载信号灯 图 1 设计方案原理图 4 电路工作原理简要说明：接通电源后，计数器清零，交通信号灯555 定时器 输出周期为 5S 的时钟脉冲。计数器输出的信号经过译码电路后，完 成如下功能： 清零后，Q3=Q2=Q1=Q0=0，主干道绿灯和支干道红灯置 1 点亮，其 他灯置 0 关灭； 当第 9 个脉冲来到时，Q3=Q0=1，Q2=Q1=0，主干道黄灯和支干道 红灯置 1 点亮，其他灯置 0 关灭； 当第 10 个脉冲来到时，Q3=Q1=1，Q2=Q0=0，主干道红灯和支干道 绿灯置 1 点亮，其他灯置 0 关灭； 当第 15 个脉冲来到时，Q3=Q2=Q1=Q0=1，主干道红灯和支干道黄 灯置 1 点亮，其他灯置 0 关灭； 当第 16 个脉冲来到时，交通信号灯Q3=Q2=Q1=Q0=0，主干道绿灯和支干道红 灯置 1 点亮，交通信号灯其他灯置 0 关灭，即进入下一个工作循环。 五、 单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算 1、 CP 脉冲发生器电路 CP 脉冲发生器由 555 定时器构成的多谐振荡电路，也称无稳态触 发器，不需要外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自 激振荡）。下图是 CB555 定时器组成的多谐振荡电路 5 注：R1，Rp，R2，交通信号灯C 是外接元件。交通信号灯 第 一 个 暂 稳 态 的 脉 冲 宽 度 tp1 ， 即 电 容 C 的 充 电 时 间 为 ： tp1=R1’*C*ln2≈0.7R1’*C； 第 一 个 暂 稳 态 的 脉 冲 宽 度 tp2 ， 即 电 容 C 的 充 电 时 间 为 ： tp2=R2’*C*ln2≈0.7R2’*C； 振荡周期 T=tp1+tp2=0.7(R
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