交通灯控制器课程设计说明书

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1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学生姓名学生姓名: 学学 号：号： 学学 院院: 专专 业业: 题题 目目: 交通灯控制器 指导教师：指导教师： 职称职称: : 2010 年 1 月 15 日 2 目录目录 1、 实验任务 3 2、 实验目的 3 3、 设计方案 3 4、 参考电路设计 4 5、 实验仪器设备 9 6、 实验心得 10 3 一一. 实验任务实验任务 设计一个交通灯控制器，具体要求如下： 1、以红，黄，绿三种颜色的发光管作为交通灯。 绿灯亮表示可以通行, 红灯亮表示禁止通行.黄灯亮表示未通过的车辆禁止通行. 2、每次放行时间为 30 秒，红转绿或绿转红时，需黄灯亮 5

2、 秒作为过度。 二二. 实验目的实验目的 1、掌握电子电路的一般设计方法和设计流程。 2、学习使用 PROTEL 软件绘制电路原理图和印刷版图。 3、掌握应用 EWB 对设计的电路进行仿真， 通过仿真结果验证设计的正确 性。 三三. 设计方案设计方案 图 1 图 1 为交通灯控制器的一个参考设计方案。在这一方案中，系统主要由控 制器.定时器.脉冲信号发生器.译码器.信号灯组成。 TL.TY 为定时器的输出信号，ST 为控制器的输出信号。 当车道绿灯亮时，定时器开始记时，当记时到 30 秒时，TL 输出为 1，否则， TL=0； 当车道黄灯亮后，定时器开始记时，当记时到 5 秒时，TY 输出为

3、1，否则， TY=0； ST 为状态转换信号， 当定时器数到规定的时间后， 由控制器发出状态转换 信号，定时器开始下一个工作状态的定时计数。 4 交通信号灯有四个状态，用 S0. S1. S2 .S3 来表示，并且分别分配编码状 态为 00 .01 .11. 10 ，控制状态为： 表 1.状态转换表 图 2 画出了控制器的状态转换图，图中 TY 和 TL 为控制器的输入信号，ST 为控制器的输出信号。 图 2. 状态转换图 四四. 参考电路设计参考电路设计 1.定时器电路 定时器由与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要 控制器状态 信号灯状态 S0（00） 红灯亮 S1（01

4、） 黄灯亮 S2（11） 绿等亮 S3（10） 黄灯亮 5 求计数器在状态信号 ST 作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，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 30 的定时信 号 TL。 计数器选用集成电路 74LS163 进行设计较简便。74LS163 是 4 位二进 制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。CTp、CTT 是交通灯的 ASM 图数控制端，CO 是进位输出端，D0D3 是并行数据输入端，Q0Q 3 是数据输 出端。由两片 74LS163 级联组成的定时器电路如图 3 所示。TY 和 TL 为计数器的 输出信号。ST 为状态转化信号，每当 ST 输出一个正脉冲，计数器进行一轮计数。 电路图为： 图 3. 计数器电路图 2.控制器电路 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 6 状态的转换。从 ASM 图可以列出控制器的状态转换表，如表所示。选用两个 D 触发器 FF1、FFO 做为时序寄存器产生 4 种状态，控制器状态转换的条件为 TL 和 TY，当控制器处于 Q1n+1Q0n+1 00 状态时，如果 TL 0，则控制器保持在 00 状态；如果，则控制器转换到 Q1n+1Q0n+1 01 状态。这两种情况与条件 TY 无关，所以用无关项“