数字电路课程设计-数电交通灯设计.doc

数字电路课程设计 题 目 数电交通灯课程设计 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 教学单位 物理系 （盖章） 目 录 摘要及关键词………………………………… …………………………………2 一．系统概述………………………………………………………………………2 1.1系统概述…………………………………………………………………… 2 1.2交通灯逻辑分析…………………………………………………………… 2 1.3总体设计方案……………………………………………………………… 3 二．单元电路设计与分析………………………………………………………… 5 2.1秒脉冲信号发生器的设计……………………………………………… 5 2.2定时器的设计………………………………………………………………7 2.3 控制器的设计………………………………………………………………8 2.4 显示电路的设计…………………………………………………………12 三．结束语…………………………………………………………………………15 3.1 系统综述：…………………………………………………………………15 3.2 总结及心得体会……………………………………………………………15 3.3 芯片介绍……………………………………………………………………16 3.5 元器件明细表………………………………………………………………18 参考文献……………………………………………………………………………20 数电交通灯课程设计 摘 要 交通信号灯常用交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。交通灯控制主要由控制器脉冲发生器时器译码显示电路信号灯组成。控制器由74153与7474来实现，脉冲发生器用震荡器产生，计数器采用两个7416来实现，显示电路经过七段显示译码器744及七段数码显示器连接起来实现。交通灯控制器脉冲发生器时器译码显示电路??黄、红三色灯，NG、NY、NR分别表示支干道绿、黄、红三色灯。 　　　当某车道绿灯亮时，允许车辆通行，同时定时器开始计时，当达到指定时间时，TL输出为１，否则TL输出为０； 　　　当某车道黄灯亮后，定时器开始计时，当计时到５秒时，TY输出为１，否则TY＝０； 　　　当某车道红灯亮时，定时器开始计时，当计时到指定时间时，TS输出为１，否则TS＝０。 图1 交通灯系统框图 因此，用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。 S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。 S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。 S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、11、10，由此得到控制器的状态，如表1，表2所示。 表1.状态转换表 状态 主干道 支干道 时间（s） S0 绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行 45 S1 黄灯亮，停车 红灯亮，禁止通行 5 S2 红灯亮，禁止通行 绿灯亮，允许通行 25 S3 红灯亮，禁止通行 黄灯亮，，停车 5 ?TS、TY为控制器的输入信号，ST为控制器的输出信号。 二．单元电路设计与分析 2.1.秒脉冲信号发生器的设计： 方案一： 本实验采用555定时器组成秒脉冲信号发生器。因为该电路的输出脉冲的周