实训报告 交通灯.docx

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实训报告交通灯

EDA实训报告

项

目

报

告

书

项目名称：

交通信号灯控制电路的设计与调试

指导老师：

姓名：

学号：

班级：

广东水利电力职业技术学院

一.课题名称：

交通信号灯控制电路的设计与调试

二.设计任务及要求：

（1）设计两组（红、绿、黄）灯控电路，一组亮红灯，另一组亮绿灯，两组同时亮黄灯。

（2）在黄灯亮时，原红灯按1Hz的频率闪烁。

（3）红、绿灯亮28s,黄灯亮3s。

三、内容摘要：

（1）主、支干道交替通行，主干道每次放行31秒，支干道每次放行31秒。

（2）绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。

（3）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮3秒（此时另一干道上的红灯不变）。

（4）十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。

具体要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。

（5）在黄灯亮时，原红灯按1Hz的频率闪烁。

（6）要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99s内任意设定。

十字路口交通信号设置示意图如下图所示：

四、设计内容

1.电路各部分的组成和工作原理。

2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。

3.电路各部分的调试方法。

4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决的办法。

1．分析系统的逻辑功能，画出其框图

图1.交通灯控制系统的原理框图

2、设计方案

状态控制器主要用于记录十字路口交通灯的工作状态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。

秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间。

减法计数器的回零脉冲使

状态控制器完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值。

减法计数器的状态由BCD译码器译码、LED数码管显示。

在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪烁。

表1控制器工作状态

一、列出控制器与信号灯的关系表：

表2、控制器状态编码与信号灯关系表

状态译码器电路工作原理：

根据设计任务要求，当黄灯亮时，红灯应按1Hz的频率闪烁。

从状态译码器真值表中看出，黄灯亮时，Q1必为高电平；而红灯点亮信号与Q1无关。

现利用Q1信号去控制一三态门电路74LS125（或模拟开关），当Q1为高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的输入端，使红灯在黄灯亮其间闪烁；反之将其隔离，红灯信号不受黄灯信号的影响。

状态译码器电路组成图

二、单元电路的设计

（1）秒脉冲发生器

秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，其中R6,C2的电阻电容值决定了脉冲宽度。

图3秒脉冲发生器原理图

电路输出脉冲的周期为：

T=0.7（2R1+R2）·C

若T=1s，令C=10μF，R1=39kΩ，则R2=51kΩ。

取一固定电阻47kΩ与—5kΩ的电位器相串联代替电阻R2。

在调试电路时，调节电位器Rw，使输出脉冲周期为1s。

（2）控制器

    控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。

图4.状态控制器电路图

定时系统设计：

根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动装入不同定时时间的定时器，以完成30秒、20秒、5秒的定时任务。

该定时器由两片74LS163构成的二位十进制可预置减法计数器完成；时间状态由两片74LS47和两只LED数码管对减法计数器进行译码显示；预置到减法计数器的时间常数通过三片8路双向三态门74LS245来完成。

三片74LS245的输入数据分别接入30、20、5三个不同的数字，任一输入数据到减法计数器的置入由状态译码器的输出信号控制不同74LS245的选能信号来实现。

例如当状态控制器在S1（Q2Q1=01）或在S3（Q2Q1=11）时，要求减法计数器按初值5开始计数，故采用S1、S2为逻辑变量而形成的控制信号Q1去控制输入数据接数字5的74LS125的选通信号。

由于74LS125选对信号要求低电平有效，故Q1经一级反相器后输出接

相应74LS125的选通信号。

同量，输入数据接30的三态门74LS125的选对信号接主干道绿灯信号G；输入数据接20的三态门74LS245的选通信号接支干道绿灯信号g。

定时系统电路图

完整原理图：

五．仿真、调试

启动仿真

启动PROTEUS7ISIS，编辑设计原理电路图，启动仿真。

调试要点

（1）调试秒信号发生器。

用示波器监视秒信号发生器的输出，调节电位器Rw，使输出信号的周期为1s。

（2）直接将秒信号引入状态控制器脉冲输入端，在该脉冲作用下，模拟主、支干道的三色信号灯应按要求依次转换，否则应查找原因。

（3）将秒信号引入定时系统电路脉冲输入端，在秒脉冲作用下，将三个74LS125的置数选通端依次接地，计数器应以三个不同的置数输入为进制体制，完成减法计数，两位数码管应有相应的显示。

否则应查找原因。

（4）把各个单元电路互相连接起来，进行系统通调。

六．收获、体会与建议

通过一周的实训，对交通的这个课题的理解，我深刻地体会到EDA技术对当代社会发展的重要作用。

平时看课本时，有些问题老是看不懂。

做完课程设计后，那些问题就迎刃而解了，而且还记住了很多东西。

同时我学会了怎么看电路图,读电路图,这些都使我受益匪浅，进一步加深了对EDA的了解，并为我以后的学习和工作积累了丰富的经验。