数字电路课程设计--交通灯控制器

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1、 数字电路课程设计报告书 题题目：交通灯控制器 一一 实验目的实验目的 1.1.综合应用数字电路知识设计一个综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件各种元器件 的原理及其应用。的原理及其应用。 2.2.深入了解交通灯的工作原理。深入了解交通灯的工作原理。 3.3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 二二 实验要求实验要求 1）在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一 个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。 2）设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间， 其中一个方向上绿灯亮的时间为 20

2、 秒，另一个方向上绿灯亮的时间 是 30 秒，黄灯亮的时间都是 5 秒。 3）当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常 通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正 常状态。 4）选作：用两组数码管实现双向到计时显示。 三三 使用元件使用元件 器件型号器件型号 数量数量 器件型号器件型号 数量数量 161161 2 2 LEDLED 6 6 0808 2 2 电阻电阻 4.7K4.7K 1 1 0404 3 3 电阻电阻 150K150K 1 1 0000 1 1 电阻电阻 100100 欧姆欧姆 1 1 4848 2 2 电容电容 4.7uF4.7uF 1 1

3、 7474 1 1 电容电容 103103 1 1 555555 1 1 数码管数码管 2 2 面包板面包板 1 1 斜口钳斜口钳 1 1 四四 总体方案的设计总体方案的设计 1分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、 定时器和秒 脉冲信号发生器等部分组成。 秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制 器的标准时钟信号源，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器， 数码管和二极管的工作。 2分析系统的状态变化，列出状态转换表： （1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行， 支干道禁止通行。 主控部主控部 分分 秒脉冲发生秒脉冲发生 器器 交通灯

4、交通灯 倒计时控制倒计时控制 部分部分 数码管显示数码管显示 反馈反馈 控制控制 （2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车 辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，支干道禁止通行。 （3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道 上的车辆允许通行。 （4）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。表示主干道禁止通行，支干道 上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。 交通灯以上 4 种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。 设控制器 的四种状态编码为 00、01、11、10，并分别用 S0、S1、S3、S2 表示， 则控制器的工作状态及功能如下表所示： 控制状态

5、信号灯状态 车道运行状态 S0（00） 主绿，支红 主干道通行，支干道 禁止通行 S1（01） 主黄，支红 主干道缓行，支干道 禁止通行 S3（11） 主红，支绿 主干道禁止通行，支 干道通行 S2（10） 主红，支黄 主干道禁止通行，支 干道缓行 五五 单元电路的设计单元电路的设计 1 1） 秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路 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 2 个电容，2 个 电阻。 脉冲产生 2) 2) 红绿灯（发红绿灯（发光二极管）显示电路光二极管）显示电路 红绿灯显示是表示电路所处状态，受到主控电路控

6、制，即主控电路的输 出（A 和 B）决定了主干道和支干道的红绿灯的亮灭情况。 如亮用 1表示，灭用 0 表示，则有， A B 主红(R) 主黄(Y) 主绿(G) 支红(r) 支黄(y) 支绿(g) 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 所以，R=A Y=AB G=AB r=A y=AB g=AB 红绿灯显示电路接线如下: 3 3） 计时部分电路计时部分电路 计计时时器器状状态态产产生生模模块块： 设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。 采用两个 74LS161完成计时器状态产生模块设计。 设计思路： 要以十进制输出， 而又有一些状态维持时间超过10秒， 则必须用两个74LS161 分别产生个位和十位的数字信号。显然，计数器能够完成计时功能，我们可 以用 74LS161设计，并把它