交通灯课程设计报告---交通灯控制器

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1、 数字电路课程设计报告书 交通灯控制器 学 院 名 称学 院 名 称 ： 学 生 姓 名学 生 姓 名 ： 专 业 名 称专 业 名 称 ： 电子信息工程 学学 号号 ： 班级班级 ： 2 班 一、设计题目：交通灯控制器 交通灯控制器是可以自动控制交通灯， 并以倒计时的方式显示出 时间， 方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行， 达到交通井然有序， 出行人员安全快捷的到达目的地的效果。 本次实验的就是想通过这样 的一个实例， 来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个应用工 具，达到理论和实践相结合的目的。 二、设计要求： 设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯，满足以下条件： 显示顺序为其中一组

2、方向是绿、黄、 红； 另一方向是红、绿、 黄。 设置一组数码管以倒计时的方式显示语序通行或禁止通行时间， 其中支通道绿灯的时间是 20s，另一个方向上主通道的绿灯亮的时间 是 30s，黄灯亮的时间都是 5s. 选做：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。 三、设计思路概述： 1任务分析： 交通灯控制器主要实现两部分功能： 东西、南北双向通路的红、绿、黄灯控制； 东西向主通路的倒计时显示。 另外，在此设计中还实现了紧急情况下的强制中断功能。 2实现方案： 实现这个交通灯控制器可以采用 PLD、FPGA、单片机等

3、可编程 器件或基本数字逻辑器件实现。在这次实验中采用 74 系列数字集成 芯片和 555 时基芯片实现相应功能，在本报告的最后附有用 Atmel 公司 89C52 实现同样功能的电路设计图及 C51 程序。 3具体功能分析： 此电路为十字路口交通灯控制电路， 要求东西向和南北向不能同 时出现绿 （黄）灯，发生“撞车”现象。即当某一方向为绿灯或黄灯时， 另一方向必为红灯。东西向主通路有倒计时显示。 设计时序如下： 东西向 南北向 4电路框图设计：电路框图设计： 说明：脉冲输出部分为 555时基芯片构成的多次谐波振荡器，由 其产生周期为 1s的时钟脉冲信号。 计时控制部分主要由两片 74LS161

4、 （十六进制同步加法计数器） 、74LS74（边沿 D触发器）及逻辑门电 路构成。产生 30s、20s 和 5s 的倒计时信号。彩灯控制部分将计时控 制部分输出的信号通过逻辑门电路及 74LS139（双 24 线译码器） 产生控制信号，控制彩灯按照响应时序显示，并将 74LS139 的输出 脉冲输出部分 计时控制部分 数字显示部分 彩灯控制部分 彩灯显示部分 R30s Y5s G20s G25s Y5s R25s 信号反馈回计时控制部分实现三种倒计时之间的切换。 数字显示部分 主要由 74LS48（7段显示译码器） 、74LS04（反相器）及 8段共阴极 数码管构成，通过接入计时控制部分的信号实现倒计时显示。 四、单元电路设计： 1脉冲输出部 分： 脉冲输出部分为 555 时基芯片构成的 多次谐波震荡器，电 路原理图如右： 其中器件参数分 别 为R1=4.7k ， R2=150k， C1=4.7F， C2=0.01F。 产生的时钟脉冲为周期 T=1s 的方波。 电容 C1 充电时，暂稳态持续时间为 tw1=0.7(R1+R2)C=0.