交通燈控制電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)報(bào)告)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué)號(hào) 評(píng)定等級(jí)東北師范大學(xué)2015 2016學(xué)年學(xué)年小論文題目：交通燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院、系 物理學(xué)院 專業(yè)名稱 電氣及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2014級(jí) 學(xué)生姓名 伍敏 2016年11月1日一設(shè)計(jì)背景如今，紅綠燈成為管制交通的最有效的手段之一。作為疏導(dǎo)交通必不可少的工具，已經(jīng)出現(xiàn)在各個(gè)交通路口。紅綠燈的出現(xiàn)有效的減少了交通事故的發(fā)生，提高了道路的暢通性。因此，為了鞏固對(duì)課堂知識(shí)的理解，更進(jìn)一步了解單片機(jī)結(jié)構(gòu)與功能，加強(qiáng)自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，本人決定用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單模擬交通燈的設(shè)計(jì)。二設(shè)計(jì)功能1.東西方向車道和南北方向車道上車輛交替運(yùn)行。2.路口數(shù)碼管按秒倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)字作為提

2、醒。3.紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示允許通行。4.數(shù)碼管顯示時(shí)間共用，按秒倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)字作為提醒。 5.黃燈時(shí)間和綠燈時(shí)間可以進(jìn)行更改，紅燈時(shí)間默認(rèn)為兩個(gè)時(shí)間相加。南東n 西n 北交通路口示意圖 主 干 道 三所需元件1. 74ls192 2. 74ls245 3. 74138 4. 7486 四異或門(mén)5. 7474雙D觸發(fā)器 6. 發(fā)光二極管 12個(gè)（紅黃綠各3個(gè)）7. 電容電阻若干 8. 晶振9. 導(dǎo)線若干四實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)思路輸出電路狀態(tài)譯碼電路東西方向計(jì)時(shí)南北方向計(jì)時(shí)秒信號(hào)產(chǎn)生電路時(shí)間倒計(jì)時(shí)電路狀態(tài)產(chǎn)生電路時(shí)間預(yù)置電路五單元設(shè)計(jì)電路秒信號(hào)發(fā)生器：本來(lái)想選用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)秒信號(hào)產(chǎn)生的

3、額基本功能，因?yàn)樵谡n上接觸到的比較熟悉，但是由于某些原因，不讓使用555定時(shí)器，只能夠想用32768晶振和CD4060搭配，通過(guò)分頻實(shí)現(xiàn)秒信號(hào)發(fā)生的功能，而且由于555定時(shí)器受到的外界因素影響較大，使用晶振產(chǎn)生的秒信號(hào)會(huì)更加的穩(wěn)定。.時(shí)間預(yù)置電路：74LS245：同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，通過(guò)G端口的選擇，可以選擇由A向B發(fā)送數(shù)據(jù)或者是由B向發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)芯片有著八個(gè)開(kāi)關(guān)，前四個(gè)開(kāi)關(guān)控制的計(jì)時(shí)的個(gè)位數(shù)據(jù)，后四個(gè)開(kāi)關(guān)控制的計(jì)時(shí)的十位預(yù)置數(shù)據(jù)。而預(yù)置數(shù)據(jù)具體選擇的是哪一個(gè)芯片上的數(shù)據(jù)由控制，任何時(shí)刻兩個(gè)芯片只有其中的一個(gè)能正常傳輸數(shù)據(jù)，而另一個(gè)不能傳輸。一個(gè)控制黃燈的預(yù)置時(shí)間，一個(gè)控制綠燈的預(yù)置時(shí)間

4、，而紅燈的時(shí)間是默認(rèn)為黃燈時(shí)間加上綠燈的時(shí)間。如此便成功的實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)控制黃綠燈的時(shí)間。.計(jì)數(shù)器電路：74LS192：該電路中選用兩個(gè)該芯片控制數(shù)碼管的顯示，一個(gè)控制個(gè)，一個(gè)控制十位，芯片里的ABCD為預(yù)置數(shù)，但沒(méi)有明確是預(yù)置什么數(shù)，數(shù)字由之前的同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器傳輸過(guò)來(lái)，如此實(shí)現(xiàn)更改預(yù)置時(shí)間的功能。使用的是減數(shù)功能，觸發(fā)源接DOWN，同時(shí)UP必須接上電源電壓，BO為借位輸出，接上另一個(gè)的DOWN，實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的減法計(jì)數(shù)功能。整個(gè)計(jì)數(shù)采用的是反饋置數(shù)法，當(dāng)借位為時(shí)通過(guò)四與非門(mén)接入LOAd，從而置數(shù)。本實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)箱中數(shù)碼管自帶譯碼功能，輸出的QaQbQcQd直接接上數(shù)碼管。六控制電路甲綠燈亮

5、,乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行,乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間隔TL時(shí)控制器發(fā)出狀態(tài)信號(hào)ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 （2）乙車道黃燈亮乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過(guò)停車線的車輛停止通行已過(guò)停車線的車輛繼續(xù)通行乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時(shí)間間隔TY時(shí)控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 （3）甲車道紅燈亮乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔TL時(shí)控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。 （4）甲車道紅燈亮乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止同行，乙車道上未位過(guò)停車線的車輛停止通行，已過(guò)停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔TY時(shí)控制

6、器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第1種工作狀態(tài)。 交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由控制器進(jìn)行控制的。設(shè)控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10，并分別用S0、S1、S3、S2表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如表1所示控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號(hào)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，把燈的代號(hào)和燈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)合二為一，并作如下規(guī)定控制狀態(tài)和信號(hào)燈狀態(tài)下，車道的運(yùn)行狀態(tài)： S000甲綠、乙紅 甲車道通行、乙車道禁止通行 S101甲黃、乙紅 甲車道緩行、乙車道禁止通行 S311甲紅、乙綠 甲車道禁止通行、乙車道通行 S210甲紅、乙黃 甲車道禁止通行、乙車道緩行 控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信

7、號(hào)：AG=1：甲車道綠燈亮;BG=1:乙車道綠燈亮；AY=1：甲車道黃燈亮；BY=1：乙車道黃燈亮；AR=1：甲車道紅燈亮；BR=1：乙車道紅燈亮；.狀態(tài)控制電路：兩個(gè)雙觸發(fā)器組成，其中會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器選擇以上的四種狀態(tài)之一，進(jìn)而控制紅綠燈的亮滅和計(jì)時(shí)器的倒數(shù)計(jì)時(shí)。其中計(jì)算后的電路如右圖所示，采用同步時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，為時(shí)鐘端，為異或門(mén)。.狀態(tài)譯碼電路：:線譯碼器如右圖所示，狀態(tài)產(chǎn)生電路的輸出端接入右圖的數(shù)據(jù)選擇器中，其中為三位數(shù)據(jù)地址的低二位，最高位接地，表示,四個(gè)狀態(tài)，并且會(huì)不斷循環(huán)重復(fù)。其中一個(gè)譯碼器的輸出電路為控制兩條道路紅燈的亮滅，另一個(gè)譯碼器的輸出電路控制兩條道路黃綠燈的亮滅，并且兩種情

8、況控制黃燈預(yù)置數(shù)輸入有效，其他兩種情況控制綠燈預(yù)置數(shù)輸入有效。另外，由于選擇器的輸出是相反的，還需要一個(gè)反相器也就是非門(mén)進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而使燈亮。七總電路設(shè)計(jì)圖分析總結(jié)組裝電路之前一定要確保設(shè)計(jì)的電路圖完全正確，尤其是必需得做好實(shí)驗(yàn)的仿真，這樣才能在檢查組裝的電路時(shí)不用考慮太多，更加方便的找出錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)組裝過(guò)程中一定要保證每根線都插好，接觸正常，最好是出現(xiàn)了現(xiàn)象的版塊優(yōu)先做，這樣就可以一步一步的邊做邊檢查錯(cuò)誤，不然出現(xiàn)的錯(cuò)誤十分難找。連電路的時(shí)候最好是一塊一塊的組裝，每連好一塊就檢查是否正常工作。這樣可以很節(jié)省時(shí)間，避免到最后無(wú)從下手。總之，組裝電路的時(shí)候應(yīng)該很小心，盡量做好每項(xiàng)工作，避免粗心造成的錯(cuò)誤最重要。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的后半部分，由于現(xiàn)象從最開(kāi)始就沒(méi)有十分正確，一步步的做到了最后的時(shí)候，線路已經(jīng)十分之多了，