数字电子技术课程设计—交通信号灯

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1、数字电子技术课程设计数字电子技术课程设计交通信号灯交通信号灯 1、课程设计课程设计目的目的 培养学生的数字电路的设计能力。 掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。 2、课程设计课程设计内容和要求内容和要求 设计一个交通信号灯的控制电路，要求： 主干道和支干道交替放行，主干道车流量大，每次放行 30S，支车道流量小， 每次放行 20S。 每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5S，此时原红灯不变。 用十进制数字显示放行及等待时间。 用 SSI 和 MSI 器件组成交通信号灯控制电路，并在 DICE-3 实验箱上进行组 装和调试。 画出各单元电路图，整机逻辑框图和逻辑电路，写出设计实验总结报告。 3

2、、交通信号灯的基本原理交通信号灯的基本原理 十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行，示意图如下，有一个 主干道和一个支干道，每边都设置了红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿 灯亮可以通行，在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟，各方向车辆都停止通行。 要实现上述交通信号灯的自动控制，电路中应有主控制器、计数器、时钟信号 发生器、计时器、8421BCD 译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组 成，整机电路原理框图如实训图 2 时钟信号发生器（秒信号发生器） 数字系统是靠时钟信号来工作的，是主控制器和计时器的工作信号，获得脉冲 的方法有两种，一是用多谐振荡器直接产生，另外是利用整

3、形电路将其它周期性波 形转换成矩形脉冲，多谐振荡器的电路有多种形式，RC 环形多谐振荡器，555 定时 器构成的多谐振荡器，CMOS 多谐振荡器，秒信号发生器等。在此我们提供了 555 定时器构成的多谐振荡器的参考电路。 要获得周期为 1 秒的矩形波，运用公式 T=0.7 （R1+2R2）C1 合理电阻和电容的 值取 C1=0.01F，则 R1+2R2=？ 主控制器 十字路口车辆通行有如下时序图： 开始设主干道通行（主绿亮）支干道不通行（支红亮）持续时间 30S； 30S 后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄与支红亮，持续时 间 5S； 5S 后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下

4、主红与支绿亮，持续时间 20S； 20S 后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红与支黄灯亮，持续 时间 5S，5S 后又回到第一种情况，如此循环反复。状态转换如下。 设 S0=00， S1=01， S2=10， S3=11， 实现这 4 个状态的电路可用两个触发器构成， 也可用计数器构成，本实训采用了异步二-十进制计数器 74LS90 来实现，采用了 反馈归零法实现 4 进进制计数器，从输出端 QBQA得到所要求的四个状态,逻辑电路 图如实训图 5 所示，并用 X1=QB，X0=QA。 计数器 计数器的作用：一、根据主干道和支干道车辆运行时间和黄灯切换时间要求进 行 30S、20S、5S 计数；二、向主控制器发出状态转换信号，主控制器根据状态转 换信号进行状态转换。 计数器一方面用秒脉冲信号外， 还应受主控制器的状态控制， 计数器工作情况：计数器在主控制器进入状态 S0 时开始计数，后产 生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入状态 S1，计数器开始计数 5后又产生归零脉冲，并向