交通灯课程设计---简易交通灯控制电路

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1、简易交通灯控制电路 1 简易交通灯控制电路 摘 要 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，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。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设 计方法也变得多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。在该设计中， 利用学过的数电知识，将交通灯的控制信号通过倒计时计数器，传递给 交通显示灯和时间显示器，来控制整个十字路口的交通运行情况。其中 秒脉冲是利用 NE555 来产生的，倒计时计数器是用计数器 74LS192 来设 计的，另外还有 74LS138

2、设计的黄灯控制电路，JK 触发器设计的信号灯 控制电路，七段译码显示器设计的时间显示器。这些部分共同构成一个 完整的交通灯控制电路，来实现交通灯的自动化控制。 关键词 倒计时减计数器/JK 触发器/七段译码显示器/数据分配器 简易交通灯控制电路 1 1 1 工作原理工作原理 1.11.1 设计分析设计分析 根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计不分主次干道, 两个方向的时间是相同的,东西方向通行 30s,南北方向通行 30s,这就要 求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行 30s 完,倒计 时数字显示器会显示到 0,然后切换到南北方向通行 30s 完之后, 倒计时 数字

3、显示器也会显示到 0，然后切换到东西方向,这样如此循环。这样的 话我们就要设计一个 31 进制计数器。根据我们所学的知识,可以用两片 74ls192 芯片来构成对应进制的计数器。我们可以用利用 JK 触发器的翻 转功能来实现红绿灯的转换;当然当每个方向倒计时只有 2s 时,黄灯闪, 一直到 0 为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到 2 时开始闪,我们就可 以在此时发出一个脉冲然后一直保持到 0;另外设置一个紧急开关,我们 可以在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使 之一直处于亮的状态。 方案一： 首先给倒计时计数器即 74ls192 进行预置数,通过秒脉冲源发生器 发送秒

4、脉冲,此时倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通 灯也正常运行,当倒计时器计时到 2s 时,我们当然同时可以在时间显示 器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁, 当倒计时器计时到 0 时,它将驱动信号控制器（JK 触发器）来改变交通 灯的显示。如此往复循环。 简易交通灯控制电路 2 方案二： 由 555 定时器设计的计时器,来驱动交通灯选择器控制交通灯的显 示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器,然后通 道选择器驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中 555 定时 器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的黄灯控制器就可用一个数据 分

5、配器 74138 来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个 JK 触 发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为交通灯选 择器 74138 的输入。 通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是 555 定时器来计时,所 以无法显示倒计时的时间,并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通 过紧急开关切换哪个方向先通行。我觉得第一个方案更符合我们的实际 要求,所以我选择了第一个方案。 1.2 1.2 工作原理工作原理 图 1.2 交通灯控制电路原理图 倒计倒计时时 计数器计数器 信号灯控制电路信号灯控制电路 黄灯控制器黄灯控制器 交通显示灯交通显示灯 时间显示器时间显示器 紧急开关紧急

6、开关 秒脉冲源秒脉冲源 简易交通灯控制电路 3 2 2 单元电路设计单元电路设计 2 21 1 倒计时计数器倒计时计数器 这里是采用两片 74ls192 芯片来构成 31 进制计数器,控制个位数字 的 74ls192 的控制端接 1HZ 的脉冲输入,其中输入端 D1C1B1A1 D0C0B0A0 预置为 0011 0000，使得刚开始计数时时间显示器显示数字 31；而两个 片子的 8 个输出端接到一起，一方面要经过一个与门和一个非门，接到 JK 触发器的控制端，来控制交通显示灯的转换，另一方面要经过一个与 门接到控制十位数字和各位数字显示的 74192 的置数端，当输出为 0000 0000 时，则置数端为 0，要重新进行置数，使得时间显示器重新显示为 31；当输出为 0000 0010 时，由于 74138 数据分配器开始工作，产生脉 冲，进而来控制黄灯的闪烁，使得在时间显示为 2 秒的时候黄灯亮。控 制十位数字的 74192 的减计数控制端接控制个位数字的 74192 的借位输 出端 BO，而控制各位数字的 7