数电课程设计报告--交通灯设计

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1、 交通灯定时控制系统的设计、制作交通灯定时控制系统的设计、制作 课程设计报告课程设计报告 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 2012 年年 11 月月 27 日日 目目 录录 一、一、 内容摘要内容摘要1 1 二、二、 设计内容及要求设计内容及要求1 1 三、三、 总设计原理总设计原理1 1 四、四、 单元电路的设计单元电路的设计5 5 1 1、 脉冲发生器的设计脉冲发生器的设计5 5 2 2、 计数电路的设计计数电路的设计6 6 3 3、 控制电路的设计控制电路的设计6 6 4 4、 显示电路的设计显示电路的设计7 7 五、五、 设计总电路图设计总电路图8

2、 8 六、六、 调试电路的主要仪器调试电路的主要仪器8 8 七、七、 设计过程中的问题及解决方案设计过程中的问题及解决方案8 8 八、八、 心得体会心得体会9 9 九、九、 附录附录9 9 交通灯定时控制系统的设计、制作交通灯定时控制系统的设计、制作 一、内容摘要： 在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一 组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未 过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交 通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安 全通行，

3、实现十字路口交通管理的自动化。 二、设计内容及要求： 设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下： （1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为 25 秒。 （2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒钟，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 选做扩展功能： （4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数； （5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在 099s 内任意设定。 三、总设计原理： （1）分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯定时控制系统的原理框图如图 1 所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉 冲信号发生器等部分组成

4、。 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， 译 码器输出两组信号灯的控制信号， 经驱动电路后驱动信号灯工作， 控制器是系统的主要部分， 由它控制定时器和译码器的工作。图中： TL ：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为 25 秒，即车辆正常通行的时间间隔。 定时时间到，TL=1，否则 TL=0。 TY ：表示黄灯亮的时间间隔为 5 秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST ：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开 始下一个工作状态的定时。 TL TY ST 图 1 交通灯控制系统原理框图 （2）画出交通灯控制系统的 ASM（算法状态机）图

5、 一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表 1： 表 1 控制器状态 信号灯状态 车道运行状态 秒脉冲 发生器 控制器 译码器 定时器 甲车道信号灯 乙车道信号灯 0 1 0 1 0 1 0 1 控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的 驱动信号合二为一，并作如下规定： AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮； AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮； AR=1：甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮。 由此得到交通灯的 ASM 图，如图 2 所示： 图 2 交通灯控制系统的ASM 图 （3）单元电路的设计 定时器 定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号 ST作用下，先 清零，然后在时钟上升沿作用下，计数器从零开始进行增 1 计数，向控制器提供模 5 的定时 信号 TY和模 25