数电课程设计交通灯控制器.docx

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数电课程设计交通灯控制器

数字电路课程设计报告

题目：

交通灯控制器

院系信息工程学院

专业

学号AP0905

学生姓名

指导教师王天雷

一、题目的要求和意义

题目要求：

1、使用555定时器产生一个2Hz的周期信号作为时钟信号

2、使用2个发光二极管来分别表示红、绿交通灯：

绿灯亮30秒后，转红灯亮30秒，再进行下一个周期循环，每一个时刻保证只有一盏灯亮。

3、使用2个发光二极管和两位数码管来显示人行道状况

A、当交通灯红灯亮时，人行道绿灯亮，并且数码管显示人可以通过余下来的时间。

B、人行道绿灯亮25秒后蜂鸣器发出蜂鸣声3秒后停止。

C、人行道绿灯亮28秒后转人行道红灯亮，数码管不显示。

意义：

随着人口和汽车的日益增长，城市交通日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。

因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。

交通信号灯常用于十字路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。

有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。

通过本次课程的设计能够增强我们对交通灯的认识和了解，增强我们学习交通灯设计的学习兴趣，让我们把从课本上学习的理论知识运用到实际中去，提高我们各方面的能力。

在设计的时候，能够充分发挥我们个人的想象能力和思考能力，增强我们的动手能力。

在设计中，需要我们克服各种困难，需要多次分析电路的设计，方案的选择，大量的查找资料，了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

让我们进一步明白了设计电路的过程及所需的严谨工作作风和科学态度。

二、方案设计

交通灯控制器由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。

其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。

译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，产生倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。

图中表示人行道和车道的十字路口交通灯系统，每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、绿2个灯组成，绿灯表示允许车辆通行，红灯表示禁止通行，表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆禁止通行。

时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0”、“1”信号。

同时这些信号通过交通灯显示电路转化成4个独立的交通灯信号，用二极管代替交通灯，实现红绿灯之间的转换。

交通灯控制器的控制过程分为两个阶段，对应的输出有两种状态

1状态：

人行道绿灯亮，车道红灯亮，此时人行道允许人通行，车道禁止车辆通行。

当人行道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。

2状态：

人行道红灯亮，车道绿灯亮。

此时人行道禁止人通行，车道允许车辆通行，当

车道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。

时钟电路

通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不同的方波脉冲，即不同的频率脉冲。

课程设计需要秒脉冲，利用的2个电容，2个电阻，产生稳定的“秒”脉冲（f=1Hz）信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。

定时器

用74LS190直接构成减法计数器，时钟脉冲上升沿到来时，在控制信号ST的作用下，计数器以减计数向控制器提供TY、TL的时间信号。

74LS190是同步十进制可逆计数器，用它进行减计数与数字显示倒计时相符合。

74LS190可以级联，只需要2片即可向控制器提供TL、TY的信号，倒计数可在数字显示电路中实现。

用74190节省材料，节约成本，而且由于经常应用，因而使用起来较方便，具有其独特的优良性。

如图4所示。

图中U4为个位计数器，U2为十位计数器。

U4由555定时器供给其脉冲。

当其从9计数到0时，产生一个低电平，随即有一个上升沿，供给U2做时钟脉冲，此时U2计数减一，实现两片芯片的级联。

由于整个电路是从28计数，减一到01，再恢复至28，重新开始计数，所以，芯片由二者的TC共同与非再置数。

输入分别为0000（0）和0011（3）。

显示电路的设计：

采用74LS190进行减计数，然后将输出通过d触发器接到七段显示译码器上。

三、电路调试

1、振荡电路调试及实验结果分析

实验所用秒脉冲直接使用了实验箱上1Hz信号（产生方法如上面讲的产生方法），通过分频器实现信号周期的变化，用以提供电路信号。

2、计数电路调试及实验结果分析

观察数码管的显示情况，如果循环过后回复的话，说明计数正常。

如果出现问题：

1.显示最大数不对，是由于74LS190置数端不对，初始值错误

2.如果显示乱码原因可能是由于与译码器接口不对。

3.如果计数器不工作（不倒计时）可能原因可能是电路连接错误，注意查线，保证线路的正确性。

3、译码显示电路调试及实验结果分析

观察数码管的显示情况：

出现乱码或无数值，检查接口74LS190和数码管对应是否正确。

如果数码管无任何显示，可能原因是共阴极没有接地。

4、控制电路调试及实验结果分析

用观察电路左半部分电路的红绿灯和蜂鸣器的时间，符合要求说明控制电路正常工作。

如果出现灯闪烁频率不对，检查秒脉冲是否正常。

如果灯不闪或不亮，需检查电路，看是否电路连接正确。

四、实验心得

通过这次课程设计我发现了自己的很多缺点与不足，自己知识的漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高，但是让我得到多方面的提高，提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步，也培养了我们独立思考和设计思维的能力在课程设计过程中，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

首先，我们要做好课前的仿真练习，只有仿真通过了，才能做接下来的硬件焊接部分。

其次，在焊接电路之前，我们必须查阅好各个芯片的引脚图，知道一个芯片共有几个引脚，哪个引脚该接什么。

最后，在焊接的时候，一定要细心，不能够三心二意，因为线比较多，所以一定要全神贯注。

资料仅供参考!

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