数字电路课程设计报告-交通灯控制器.doc
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1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书交通灯控制器系部名称通信工程系学生姓名专业名称通信工程班 级通工0503班时间07年12月10日至07年12月21日 一、 任务要求1 在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯,显示顺序为其中一方向是绿灯,黄红,红灯。另一方向是红灯,绿灯,黄灯。2 设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间,其中一个方向上绿灯亮的时间是20s,另一个方向上绿灯亮的时间是30s,黄灯亮的时间都是5s。3 选做:当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,其中一个方向常通行,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。4 选做:用两组数码管,实现双向倒
2、计时显示。二、总体方案交通灯控制系统可分为:时钟产生电路,状态产生电路,交通信号显示电路和时间信号产生电路。外部硬件电路包括两组红绿黄灯(配合十字路口的双向指挥控制),一组自动控制开关(针对交通警察指挥交通控制使用),倒计时显示器(显示允许通行或禁止通行时间)。交通灯框图设计原理: 时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器,产生稳定的脉冲信号,送到状态产生电路,状态产生电路根据需要产生一定的“0” 、“1 ”信号。这些信号通过时间显示电路转化成时间信号,在通过数码管显示时间。同时这些信号通过交通灯显示电路转化成6个独立的交通灯信号,用二极管代替交通灯,实现红绿黄灯之间的转换。其中主干道绿灯
3、显示30秒,黄灯显示5秒,支干道绿灯显示20秒,黄灯显示5秒。根据设计主、支干道信号一次循环需要60个信号,所以用2个74LS161级联实现,U1代表低位芯片,U2代表高位芯片,取反码容易实现后面的时间显示代码,以进行倒计时,其真值表如图所示。 U2D3C2B1A0,U1d3c2b1a0分别为7LS161高、低位输入信号.“0”为低电平,“1”为高电平,二极管在高电平的时发光,低电平的时不发光。序号状态U2 U1 U2 U1时间序号东西南北D3C2B1A0 d3c2b1a0D3C2B1A0 d3c2b1a0绿黄红绿 黄红 01001101 0110 0010 10012910000102110
4、1 01110010 1000 28100001031101 10000010 0111 27100001041101 10010010 011026100001051101 10100010 010125100001 : : : : : :111110 01100001 100119100001121110 01110001 100018100001 : : : : : : : : : : :211111 0110 0000 100109100001221111 0111 0000 100008100001 : : : : : :27 1111 1100 0000 0011031000012
5、8 1111 1101 0000 001002100001291111 11100000 00010110000130 1111 1111 0000 00000010000131011111 1011 0000 010004010001321111 11000000 0011 03010001331111 11010000 0010 0201000134 1111 11100000 000101010001351111 11110000 0000000 1000136111110 0110 0001 100119001100371110 0111 0001 100018001100 : : :
6、 : :46 1111 0110 0000 100109001100 : : : : : : : : 531111 11010000 00100200110054 1111 1110 0000 00010100110055 1111 1111 0000 0000 00 0 011005610 1111 1011 0000 01000400101057 1111 1100 0000 00110300101058 1111 1101 0000 00100200101059 1111 1110 0000 00010100101060 1111 1111 0000 000000001010用G表示主干
7、道的绿灯,Y表示主干道的黄灯,R表示主干道的红灯,用g表示次干道的绿灯,y表示此干道的黄灯,r表示次干道的红灯,则灯的表达式为: _ _ _ _ _ _G=Q2 Q1 , Y=Q2Q1,R=Q2,g=Q2Q1,y=Q2 Q1,r =Q2 ,d=Y+y,c=d,b=0,a=d D=1,C=1,B=G,A=g三、单元电路的设计:1. 秒脉冲信号发生器 产生稳定的“秒”脉冲(f =1Hz),确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。由1个555定时器,1个0.01uF电容,1个4.7 uF电容,1个5.1k电阻和1个150k电阻。其电路图如图所示:2.控制器:控制器是电路的核心部分,用74LS74作为
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