数电设计——交通信号灯控制器

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1、 数字逻辑系统 课程设计报告题 目： 交通信号灯控制器 专业、班级： 12级电子工程一班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 分 数 : 2014年 1 月 16 日任务书设计题目 交通信号灯控制器学生姓名所在院系专业班级设计要求： 设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。 1东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s。 2东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。 3南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。4如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后能恢复正常。（附加功能）各任务完成时间：第12周 课设题

2、目选定第13周 查阅资料，制定方案，系统框图第14周 设计单元电路，利用proteus进行电路 仿真，验证方案第15周 制作电路板第16周 验收实物第17周 提交课设报告参考文献阅读：1、康华光 电子技术基础（数字部分）M.第五版.北京；高等教育出版社 20062、辛长平 电工应用电路图说M.电子工业出版社，20063、谢自美 电子线路设计.实验.测验M.（第三版）.华中科技大学出版社 20004、电子发烧友论坛、百度文库、百度搜索等网络资源任务下达时间：2014年12月2日任务完成时间：2014年1月 15日 指导教师： 学生：目录 一、设计任务目的4二、设计任务与要求4 2.1 设计任务：

3、42.2设计要求：4三、设计方案选取与论证43.1 方案选取理由43.2 方案的可行性、优缺点53.3 方案设计选取5四、电路设计84.1单元模块电路设计94.2 电路总图12五、制作及调试过程135.1 装配和调试中的问题和解决办法135.2 调试结果135.3 元器件清单14六、结论146.1 问题分析及解决146.2 心得体会15七、致谢16八、参考文献16一、设计任务目的 1.掌握交通信号灯控制器电路的设计、组装。焊接与调试方法。 2.熟悉并掌握简单数字集成电路的设计和使用方法。二、设计任务与要求 2.1 设计任务： 设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两个方向

4、的红、黄、绿的指示状态。 2.2设计要求： 东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s。 东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。 南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车 辆通行，特殊情况过后能恢复正常。（附加功能）三、设计方案选取与论证 3.1 方案选取理由 该交通灯控制器是分两条东西、南北的,两个方面的时间是不同的,东西方向通行15s,南北方向10s,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15s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10s完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0之后然后切换到南

5、北方向,这样如此循环,用两片74LS192芯片来构成对应进制的计数器,设计一个16进制和一个11进制的计数器,可以由于是15和10之间循环切换,我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个方向倒计时只有5s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5时开始闪,我们就可以在这时发出一个脉冲然后一直保持到0,或者是接收0至5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是一个紧急开关,我们可以控制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。3.2 方案的可行性、优缺点 可行性：所需材料不多，在学生经济范围内

6、；方案思路逻辑均无问题可以实施；软件仿真正常。 优点：电路整体设计简单，逻辑清晰，方便实现。 缺点：用万用板连线容易出问题，制作繁琐，容易出现不稳定跳变情况。3.3 方案设计选取（1）分解任务要求 根据任务要求设系统有以下状态：S1:东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；S2:东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；S3:南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；S4:如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。表1：指示灯状态转换表灯电路状态S1RS1GS2YS3RS3GS111000S200100S300011S410010注:R，G，Y红，绿，黄灯；0表示灭灯，1表示亮灯。（2）

7、主电路设计主电路实现S1S2S3状态的转换， 另外可以在任何一个状态进入S4，并能恢复正常工作状态。实现S115s，S25s，S310s电路采用器件:a、S1-Q3使用2个7473实现T触发器功能。JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。b、S4使用或门、非门实现，从【表1】可知：(不能出现红绿同时亮的情况)(不能出现红黄同时亮的情况)(不能出现红绿同时亮的情况)c、使用74192同步可逆10进制计数器2个（3）方案分析 表2方案分析表项目实现方法优点缺点S1-S32个JK触发器下降脉冲触发，与时钟信号匹配S4与门解除紧急（S4）后回到原状态T2个74192计数器

8、容易处理，可显示数值（4）系统框图 总系统框图四、电路设计总体模块设计4.1单元模块电路设计1、 脉冲生成电路： 工作原理：利用555定时器构成多谐振荡电路，产生脉冲。 功能：用555设计简单的1HZ脉冲电路。2、 时钟控制系统： 工作原理：利用74LS192十进制可逆计数器、74LS48七段数码管译码器驱动器 、74LS153数据选择器功能，达到时钟控制。 功能：使用下降时序，个位、十位两片74LS192，经两片74LS48连接数码管。数据状态通过判断条件进入选择器74LS153。判断条件成立后执行清零。 3、 时序控制： 工作原理：利用74LS73和74LS86（JK触发器包含SR触发器和