交通信號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)ppt課件

1、交通訊號(hào)燈控制器交通訊號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)義務(wù)和根本要求設(shè)計(jì)義務(wù)和根本要求設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)調(diào)試要點(diǎn)調(diào)試要點(diǎn) 設(shè)計(jì)一個(gè)交通訊號(hào)燈控制器，由一條主干道和一條支干道集合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈，紅燈亮制止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮那么給行駛中的車(chē)輛有時(shí)間停在禁行線外。 用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號(hào)燈，用傳感器或邏輯開(kāi)關(guān)作檢測(cè)車(chē)輛能否到來(lái)的信號(hào)。 主干道處于常允許通行的形狀，支干道有車(chē)來(lái)時(shí)才允許通行。主干道亮綠燈時(shí)，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈時(shí)，主干道亮紅燈。 主、支干道均有車(chē)時(shí)，兩者交替允許通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，設(shè)立30秒、20秒計(jì)時(shí)、

2、顯示電路。 在每次由綠燈亮到紅燈亮的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，要亮5秒黃燈作為過(guò)渡，使行駛中的車(chē)輛有時(shí)間停到禁行線外，設(shè)立5秒計(jì)時(shí)、顯示電路。 黃燈亮?xí)r,原紅燈按1HZ的頻率閃爍。 要求主支干道通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均可在099秒內(nèi)恣意設(shè)置。一一.設(shè)計(jì)義務(wù)與根本要求設(shè)計(jì)義務(wù)與根本要求二二.設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 該交通控制系統(tǒng)的組成框圖如以下圖所示該交通控制系統(tǒng)的組成框圖如以下圖所示:任務(wù)原理: 形狀控制器主要用于記錄十字路口交通燈的任務(wù)形狀,經(jīng)過(guò)形狀譯碼器分別點(diǎn)亮相應(yīng)形狀的信號(hào)燈.秒信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生整個(gè)定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)基脈沖,經(jīng)過(guò)減法計(jì)數(shù)器對(duì)秒脈沖減計(jì)數(shù),到達(dá)控制每一種任務(wù)形狀的繼續(xù)時(shí)間.減法計(jì)數(shù)器的回零脈沖使形狀控

3、制器完成形狀轉(zhuǎn)換,同時(shí)形狀譯碼器根據(jù)系統(tǒng)下一個(gè)任務(wù)形狀決議計(jì)數(shù)器下一次減計(jì)數(shù)的初始值.減法計(jì)數(shù)器的形狀由BCD譯碼器譯碼,數(shù)碼管顯示.在黃燈亮其間,形狀譯碼器把脈沖引到紅燈控制電路,使紅燈閃爍.三三.電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)1.形狀控制及設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,各信號(hào)燈的流程圖如以下圖所示.信號(hào)燈四種不同的形狀分別用S0(主綠燈亮,支紅燈亮),S1(主黃燈亮,子紅亮閃爍),S2(主紅燈亮,支綠燈亮),S3(主紅燈閃爍,支黃燈亮)表示電路流程圖如下所示電路流程圖如下所示:2.形狀譯碼器主.支干道上紅黃綠信號(hào)燈的形狀主要取決于形狀控制器的輸出形狀.它們之間的關(guān)系如下真值表.對(duì)于信號(hào)燈的形狀,1表示燈亮,0表示

4、燈滅.形狀控制器輸出主干道信號(hào)燈支干道信號(hào)燈Q2Q1RYGryg00110101001101001000110000010010根據(jù)真值表根據(jù)真值表,可列出各信號(hào)燈的邏輯函數(shù)可列出各信號(hào)燈的邏輯函數(shù)表達(dá)式為表達(dá)式為:121212, 12221212121212, 122, 21212,QQgQQgQQyQQyQrQQQQQrQQGQQGQQYQQYQRQQQQQR現(xiàn)選取擇半導(dǎo)體發(fā)光二極管模擬交通燈,由于門(mén)電路的帶灌電流的才干普通比帶拉電流 的才干強(qiáng),要求門(mén)電路輸出低電平常,點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管.故形狀譯碼器的電路組成如以下圖所示: 根據(jù)設(shè)計(jì)義務(wù)要求,當(dāng)黃燈亮?xí)r,紅燈應(yīng)按1HZ的頻率閃爍.從形狀

5、譯碼器真值表中看出,黃燈亮?xí)r,Q1必為高電平;而紅燈點(diǎn)亮信號(hào)與Q1無(wú)關(guān).現(xiàn)利用Q1信號(hào)去控制一三態(tài)門(mén)電路74LS245(或模擬開(kāi)關(guān)),當(dāng)Q1為高電平常,將秒信號(hào)脈沖引到驅(qū)動(dòng)紅燈的與非門(mén)的輸入端,使紅燈在黃燈亮其間閃爍;反之將其隔離,紅燈信號(hào)不受黃燈信號(hào)的影響. 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,交通燈控制系統(tǒng)要有一個(gè)能自動(dòng)裝入不同定時(shí)時(shí)間的定時(shí)時(shí)間器,以完成30秒,20秒,5秒的定時(shí)義務(wù)。時(shí)間形狀由兩片74LS47和兩只LED數(shù)碼管對(duì)減法計(jì)數(shù)器進(jìn)展譯碼顯示；預(yù)置到減法計(jì)數(shù)器的時(shí)間常數(shù)經(jīng)過(guò)三片8路雙向三態(tài)門(mén)74LS245來(lái)完成。三片74LS245的輸入數(shù)據(jù)分別接入30,20,5三個(gè)不同的數(shù)字,任一輸入數(shù)據(jù)到減法計(jì)數(shù)

6、器的置入由形狀譯碼器的輸出信號(hào)控制不同74LS245的選通訊號(hào)碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.定時(shí)系統(tǒng) 例如當(dāng)形狀控制器在S1(Q2Q1=01或在 S3(Q2Q1=11)時(shí),要求減法計(jì)數(shù)器按初值5開(kāi)場(chǎng)計(jì)數(shù),故采用S1,S2為邏輯變量而構(gòu)成的控制信號(hào)Q1去控制輸入數(shù)據(jù)接數(shù)字5的74LS245的選通訊號(hào)。由于74LS245選通訊號(hào)要求低電平有效,故Q1經(jīng)一級(jí)反相器后輸出接相應(yīng)74LS245的選取通訊號(hào)。同理,輸入數(shù)據(jù)接30的三態(tài)門(mén)74LS245的選通訊號(hào)接主干道綠燈信號(hào) ;輸入數(shù)據(jù)接20的三態(tài)門(mén)74LS245的選通訊號(hào)接支干道綠燈信號(hào) 。Gg 產(chǎn)生秒信號(hào)的電路有多種方式, 在此我們利用于555定時(shí)器組成的秒信號(hào)發(fā)生器：4.秒信號(hào)產(chǎn)生器秒信號(hào)產(chǎn)生器由于該電路輸出脈沖的周期為: 假設(shè)T=IS,令C=10uF,R1=39 ,那么R2 51 .取一固定電阻47 與一5 的電位器相串聯(lián)替代電阻R2。在調(diào)試電路時(shí)調(diào)理電位器Rp,使輸出脈沖周期為IS。CRRT2127 . 0kkkk四四.調(diào)試要點(diǎn)調(diào)試要點(diǎn) 首先調(diào)試秒信號(hào)發(fā)生器,用示波器監(jiān)視秒信號(hào)發(fā)生器的輸出，調(diào)理電位器RW，使輸出信號(hào)的周期為1秒。 直接將秒信號(hào)引入形狀控制器脈沖輸入端，在該脈沖作用下，模擬主支干道的三色信號(hào)燈應(yīng)按要求依次轉(zhuǎn)換，否那么應(yīng)查找緣由。 將秒信號(hào)引入定時(shí)系統(tǒng)電路