交通灯课设报告Word文档下载推荐.docx

1、设计任务为设计一个交通信号灯控制器。有红、黄、绿信号灯两组，用于十字路口，有等待时间倒计时显示功能。要求6：0022：00，绿灯亮30秒，黄灯闪烁5秒，红灯亮30秒；对应另一路口，红灯亮35秒，绿灯亮30秒，循环，LED倒计时显示各路口等待时间；22：006：00，双侧黄灯闪烁，LED不显示。二、工作原理说明交通信号灯转换器工作原理方框图如下：图1 交通信号灯转换器原理框图三、电路设计根据设计任务和指标要求，以及交通灯控制器的原理框图，将设计方案分以下五部分进行考虑。1 秒脉冲部分（1）元器件选择：由555和74LS161实现。（2）工作原理及参数计算此部分左半部分用555定时器连成多谐振荡器

2、产生秒脉冲，多谐振荡器的周期为T=（R1+2R2）C2。选定C1为10uF，C2为0.01 uF ，R1为5k，则R2为4k。（3）设计电路图图2 秒脉冲部分原理图2数显部分选用集成电路74LS192、74LS153和BCD七段数码显示管DCD_HEX进行设计。74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。表1 74LS192功能表CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端；LD为预置输入控制端，异步预置；CR为复位输入端，高电平有效，异步清除；CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出；BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。所以，当输入脉冲接到CP

3、D时实现减法计数。如下图74LS192的管脚图所示，P0P3为输人，Q0Q3为输出，MR为清零端，并且为高电平有效，MR=1时产生异步清零信号，输出为“0000”，因此在计数状态下应令MR=0。为置数端，当=0时计数器置数。、分别为借位输出和进位输出。图3 74LS192引脚图74LS153是常用的双4选1数据选择器, 里面有两个地址码共用的4选1数据选择器。通过输入不同的地址码A1，A0，可以控制输出Y选择4个输入数据D0D3中的一个。管脚作用如下表所示: 表2 74LS153各管脚作用引出端管脚作用A,B选择输入端1CO至1C3,2C0至2C3数据输入端1G,2G选通输入端（低电平有效）1

4、Y,2Y数据输出端所以，按照上表可知AB端的高低电平决定输出不同的预置数，根据任务要求算出：当AB为00时，东西方向时间预置35，南北方向预置30；当AB为01时，东西方向时间不预置，南北方向预置05；当AB为10时，东西方向时间预置30，南北方向预置35；当AB为11时，东西方向时间预置05，南北方向不预置。一开始两个方向分别预置35和30，触发器翻转时除了控制译码器之外还控制74LS153的AB端预置，进而改变时间显示器上的倒计时。图4 数显部分电路图3信号灯转换部分主要由74LS138、74LS112以及一些门电路组成。74LS112为主从JK触发器。根据任务要求，交通信号转换科分为4种

5、状态：状态1：东西方向车道的绿灯亮，南北方向车道的红灯亮；状态2：东西方向车道的黄灯亮，南北方向车道的红灯亮；状态3：东西方向车道的红灯亮，南北方向车道的绿灯亮；状态4：东西方向车道的黄灯亮，南北方向车道的黄灯亮；设触发器状态编码为：S0=00，S1=01S2=11， S3=10，其输出为Q1 和Q0，根据红绿灯的转换变化顺序，将触发器的变化规律以及任务书的要求，编码状态表如下:表2 状态编码与信号灯关系表现态次态输出Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1GaYaRaGbYbRb1图5 灯显部分电路图四、性能的测试在软件Proteus7.5 sp3中进行仿真。根据任务书的要求，整个交通灯控制系统需要

6、有4个时间显示器，6个交通灯，每个方向配备2个时间显示器以及3个交通信号灯。电路默认把通车时间预置为东西方向35秒，南北方向30秒，打开开关后，东西方向绿灯亮，时间显示器从35秒开始，以1秒递减倒计时；南北方向车道的红灯亮，从30秒开始倒计时，以1秒递减倒计时。当东西方向时间显示器减到数5时，东西方向车道的绿灯转换为黄灯，而且黄灯每秒闪一次，其余灯都不变。减到数1时，1秒后显示器又转换成预置的30秒，东西方向车道的黄灯转换为红灯；南北方向车道的红灯转换为绿灯。如此循环下去。如下图所示：图6 仿真电路图白天状态当所有状态都运行完后，进入夜晚模式，两个方向的黄灯都呈闪烁状态，时间显示器不显示倒计时

7、。具体情况如下图所示：图7 仿真电路图夜晚模式五、结论、性价比 由性能测试可以看出，此次设计的电路基本符合任务书中的性能指标要求。此电路虽然没有直接用单片机编程实现这种方法简单，但是在实际选择器件时候由器件成本出发考虑；而且中间无需人工手动操作控制白天夜晚模式的转换，全部自动化，所以整个电路的实用性很强，成本较低，性价比较高，可以用于实际交通信号灯的控制管理中。六、课设体会及合理化建议开始拿到题目的时候，还不知道怎么去做，因为自己对数字电子技术基础这门课的内容大多都记忆模糊了，对很多的芯片的功能不是很清楚；还有仿真软件部分,一开始不能确定用哪个软件仿真起来简单，以前对它们也只是短暂的接触，功能

8、和按键掌握的都不是很到位。通过这次综合课程设计，加强了我动手、动脑思考和解决问题的能力。现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的，虽然花了很多的时间，但学到了很多东西。做课程设计的时候，自己把整个书本都看了几遍，增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了。在课程设计的过程中,我想了很多种方案，对同一个问题（像计数器的接法）都想了很多种不同的接法，运用不同的芯片进行了比较，最后还是采取了上面的方法进行连接。在连线过程中，经常会遇到一些问题，比如接错线，无意中删除了一些线等，使自己感觉到有点点的力不从心。从开始做课程设计那天起，脑中天天都想着同样的问题，怎么去接线，怎么去把

9、电路弄得更加简单，怎么别人更容易看懂。但似乎时间过得真的很快，我用了好几天才把它完全弄完，完成后，心里有一种说不出的高兴。这次课程设计之后，使我明白了，做任何事情都要认真仔细，不然的话，你会花更多的时间才会做好。课程设计有利于提高我们的动手能力，能把我们所学的书本知识运用到实际生活中去，同时也提高我们对知识的理解能力，建议学院将课程设计这项对学生的考查进行下去。参考文献1 孙肖子等.电子设计指南.M北京:高等教育出版社,2006年.P375。2 陈光明等.电子技术课程设计与综合实训.M北京:北京航空航天大学出版社,2007年.P57。3 阎石.数字电子技术基础.第五版,M北京:高等教育出版社,

10、2006年.P174。4 黄继昌.检测专用集成电路及其应用.M北京:人民邮电出版社,2006年.P260。附录I：总电路图附录II：元器件清单序号编号名称型号数量U5，U6，U7，U12双4选1数据选择器74LS1534 个2U20同步十进制计数器74LS1611 个3U8主从JK触发器74LS1122 个4发光二极管TRAFFIC LIGHTS5R1，R2电阻ANALOG6BCD数码管7SEG-BCD4个7C1，C2电容CAP108U19定时器5559U1，U2，U3，U4十进制可逆计数器74LS19210U9译码器74LS13811U11，U13，U14反相器74LS0415 个12U10，U16，U17四输入端与门74LS0811 个13U18二输入或门74LS32