交通燈控制電路設計方案

交通燈掌握電路設計一、設計任務與要求丫〕亮表示停車；綠燈〔G〕亮表示允許通行。其要求如下：NSRNSYNSGEWREWYEWG滿足兩個方向的工作時序：東西方向紅燈亮的時間應等于南北方向黃、綠燈亮的時間之和；南北方向紅燈亮的時間應等于東西方向黃、綠燈亮的時間之和。一個周期為6025530NSG(EWR-NSR(EW)黃燈用于閃耀提示綠燈變?yōu)榧t燈。交通燈挨次工作流程圖如圖1所示：南南北向綠燈亮，東西向紅燈亮一一占南北向黃燈亮，東西向紅燈亮一一占弘南北向紅燈為東西向綠燈亮一一占卷南北向紅燈亮，東西向黃燈亮一一占樂1交通燈挨次工作流程圖，求為：當某方向綠燈亮時，置計數(shù)器為某一數(shù)值，然后以每秒減1的計數(shù)方式工作，直至減到0”，十字路口紅、綠燈交換，一次工作循環(huán)完畢，進入另一個方向的工作循環(huán)。例如：當南北方向從紅燈轉換成綠燈時，置南北方向數(shù)字顯示為29,并使數(shù)顯計數(shù)器開頭減“1”計數(shù)，當減法計數(shù)到綠燈滅而黃燈亮〔閃耀〕時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值應為4,當減法計數(shù)到“0”時，黃燈滅，而南北方向的紅燈亮；同時，使得東西方向的綠燈亮，并置東西方29。閃耀，提示過往行人留意。二、總體框圖：依據(jù)設計任務和設計要求，我們可以從三個局部考慮。1.交通燈的燈顯局部2553060計數(shù)器每工作循環(huán)周期為 12,可以選用12進制的計數(shù)器。我選用了中規(guī)模

516,所以74LS164八位移位存放器組成扭環(huán)形1274LS164來掌握各路口燈的亮滅。另外，由于設計要求電路可以通過開關將交通燈手動調(diào)整為夜間狀態(tài)，夜間狀態(tài)為只有黃燈閃耀。所以，通過一單刀雙擲開關和與門來實現(xiàn)。當開關打到高電尋常為正常工作狀態(tài)，打到低電尋常為夜間狀態(tài)。數(shù)字顯示局部數(shù)字顯示掌握局部實際上是一個定時掌握電路。當綠或紅燈亮時，使減法計數(shù)器開頭工作，每來一個秒脈沖，使計數(shù)器減 1，直到計數(shù)器為“0”停頓。由于燈顯局部的頻率是數(shù)顯局部頻率的1/5,所以要用一個單穩(wěn)態(tài)連接數(shù)顯和燈顯示可由計數(shù)器輸出驅動BCD碼七段譯碼器，計數(shù)器承受可預制加、減計數(shù)器，且讓其工作在減法計數(shù)狀態(tài)。3.1Hz由于十字路口每個方向綠、黃、紅燈時間比例分別為5：1：6,所以，用74LS160連為5進制計數(shù)器就可以實現(xiàn)，即選5秒為一單位時間，計數(shù)器每5秒輸出一個脈沖。三、選擇器件74LS16474LS16474LS10474LS10874LS11、74LS32、燈顯局部 74LS861Hz標準脈沖和分頻部 555定時器、74LS160分數(shù)碼顯示局部74LS192器件介紹：1.74LS16474LS164874LS164 功能表ClearCkABQAQB…OH0XXX00*?*010XXOAOQBO…OHO11111QAn***QGn10X0QAn** QGn1X00QAn??*QGnVfcrQ7Q?QSCMCKEU1其規(guī)律符號與管腳圖如以下圖:其內(nèi)部原理圖與管腳圖為以下圖:ABCDEFGHICLK 69874LS1

141312111098)74LS16474LS164管腳圖74LS164為上升沿觸發(fā)，串行輸入，并行輸出，具有異步清零功能，當 「=o時,QA-QH0,當「=1時，假設掌握端A、B1時，輸出端由QA1,A、B0QA0，且其它輸出端口依次為其前一時刻前一輸出端口的狀態(tài)。反相器功能表

2.74LS0474LS04 是六反相器。反相器的功能表如下表所示:輸入A10

輸出丫016A6Y5Am應~|min74LS04

RIRIRI

rnHoirn|JLUU[±JUJL±JLdGND1A1￥2A2Y3A3YGND74LS04管廊團

GNO74LS04當輸入為高電尋常輸出等于低電平，而輸入為低電平時輸出等于高電平，輸出與輸入的電平之間是反相向關系。非門的規(guī)律表達式為：丫=3.74LS0874LS08為四輸入端與門。由其規(guī)律功能表與內(nèi)部原理圖如以下圖:

——非門規(guī)律符號74LS08ABY00001010011174LS08Y=A?B4.74LS11 74LS08內(nèi)部原理圖74LS11為三輸入的與門，由其規(guī)律功能表可得，其規(guī)律功能為“見1”，即只要三個輸入端口中有一個為0,則輸出Z就為0,當輸入全為1時,才有輸出Z1

001PhICIViC3B3A3Y g1CIT3C33SA3V廠回l￡ 3E p[[ r ￡廠LJ□□LD□□□

p L二LJLiJLJ[ LdLd1AIB2A2E2C2YGOT 1AIB2AIB2C2YGXD3輸人與門管腳圖 3輸人與門內(nèi)部原理圖“三輸入與門”規(guī)律功能表ABCZ00000010010001101000101011001111其規(guī)律符號如以下圖：3輸人與門規(guī)律符號5.74LS3274LS32時工4E4A4Y3B3ASYCOEH回回EDEDY=MB J 74LS32—一1— m由由由由由V1AIB1Y2K2E3YGND皿S3腿輯符號 74LS32管腳圖74LS32或門的規(guī)律表達式為Y=A+B其規(guī)律功能表見下表。由其規(guī)律功能表可得，當兩個輸入只要有一個為1時，輸出就是1,只有兩個輸入都為0時，輸出才是0，即“見1得1,全074LS32輸入輸出ABY0000「111011116.74LS8632>-74LS86規(guī)律符號其規(guī)律功能表如以下圖:74LS86

Vi4B4A4YJASYEHEJ[nmS 74LS86IU□Q][￡l□HI□管腳1AIBIY,2A2B2Y管腳74LS86輸入 輸出ABY0001010111100狀態(tài)，計數(shù)器的狀態(tài)也?！笔縀COQ;QtQ:Q:ITLD腳圖如右圖所示。在CT74LS16C中LD為預置數(shù)掌握端，D0-D3RD為異步置零端，Q0-Q3位數(shù)據(jù)輸出端，EP和RiIXD；IXD;BPGND ET端為0時，輸出全為0。預置數(shù)端為0,當脈沖到達時，計數(shù)器置數(shù)；當置數(shù)和預置數(shù)端都為1,且EP=ET=1時，計數(shù)器進展加法計數(shù)；當EP=QEP=1時，輸出不變，且RCO=0當ET=1RCCtE同時C持不變，但這時進位輸出C等于0。當RC=LD=EP=ET=1，電路工作在計數(shù)狀態(tài)。從電路的0000狀態(tài)開頭連續(xù)輸入16個計數(shù)脈沖時，電路將從1111的狀態(tài)返回0000的狀態(tài)，C端從高電平跳變至低電平。利用C端輸出的高電平或下降沿作為進位輸出信號。R

555定時器內(nèi)部原理圖D U1ABCD PT?LOAD

74LS160功能表CP RD LD EPET 工作狀態(tài)X 0 X X X 置零?CLR 脈沖 1 0 X X 預置數(shù)CLK74LS160N

X 1 1 01 保持X 1 1 X0 保持〔RCO=〕脈沖 1 1 11 計數(shù)8.55555定時器是由比較器C和CRSi 2VCCRd開路的放電三極管TD

三局部組成。其規(guī)律符號如右圖： S4UO是比較器

是比較器C

G和

D 7 3H i2 2

TH 6555O C2的參考電壓I和R2由c經(jīng)三個五千歐電阻分壓給出。 R 2 5VCO

V

=2/3V ;VCCRI CC

=1/3V2CC2

O女口VVco

=V；C,V1R1

R2=1/2VCO

GND555規(guī)律符號2端加上低電平，輸出端 0便馬上被置成低電正常工作時必需使D處于高電平。圖中的數(shù)碼—8為器件引腳的編號555定時器是一種中規(guī)模集成電路，只要在外部配上適當阻容元件，就可以便利地構成脈沖產(chǎn)生和整形電路。其內(nèi)部原理圖如右圖：〔A〕電路組成555集成定時器由四個局部組成：、根本RS非”門組成2、比較器：C1、C2比較器3、分壓器：阻值均為5千歐的電阻串聯(lián)起來構成分壓器，為比較器C1和C2提供參考電壓。4、晶體管開卷和輸出緩沖器晶體管VT構成開關，其狀態(tài)受Q端掌握。輸出緩沖器就是接G3〔B〕根本功能C 當5腳懸空時，比較器G和C比較電壓分別為2/3V 和C 2 C CC當V>2/3V

,V>1/3V

輸出高電平，根本II CC i2 Cc i 2RS0T導通，輸出端V。為低電平。當V<2/3V

,V<1/3V

輸出低電平，根本II CC i2 Cc i 2RS1T截止，輸出端V。為高電平。當V<2/3V,V>1/3VRS觸發(fā)器R1、S=1ii Cc i2 Cc保持原狀態(tài)不變。綜合上述分析，可得 555定時器功能表如下表所示pf一11$Of-213-P0co-31<—Mfi41J-%5\2-TCy02-611-PL7 10ft 4-pj74LS19274LS192規(guī)律符號輸入74LS192管腳圖輸出閾值輸入〔VI1〕X觸發(fā)輸入〔VI2〕X復位〔硏0輸出〔力〕0放電管T導通11截止13內(nèi)10導通1不變不變74LS192MAPLcpyMAPLcpyCPDUndoHXXXAosat(Asyn.}LLXXPreset(Asyr.JLHHHMoChangeLH/HCountUpLHH/CountDown74LS192〔雙時鐘減法計數(shù)，且有異步置數(shù)和清零功能。當輸入脈沖接到CPU時，計數(shù)器實現(xiàn)加法計數(shù)，當輸入脈沖接到CPD寸實現(xiàn)減法計數(shù)。如以下圖74LS192的管腳圖所示，P0?P3為輸人，Q〔?Q3為輸出，MFMR=10000”，因此在計數(shù)狀態(tài)下應令MR=0百1為置數(shù)端，當包=0T“分別為借位輸出和進位輸出。gLEDDiode化鎵、磷化鎵、砷化鎵等幾種，而且半導體中的雜質濃度很高。當外加正向電壓時，大量的電子和空穴在集中過程中復合，其中一部分電子從導帶躍遷到價帶，把多余的能量以光的形式釋放出來，便發(fā)出肯定波長的可見光。

UL4

I>CD_HEXLED具有：耗電少、使用壽命長、本錢低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠、規(guī)格品種全等特點。目前LED顯示屏作為一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設的標志。管腳1234分別接輸出段的Q °、Qi、Q2、Q四、功能模塊1、交通燈燈顯模塊此模塊主要用74LS164來實現(xiàn)，74LS164是8位移位存放器，其狀態(tài)轉換表如表1所示174LS164TQ0計Q1數(shù)器Q2Q3輸 出Q4Q5南NSG北方NSY向NSR東EWG西方EWY向EWR000000010000111000001000012110000100001311100010000141111001000015111110000016111111001100701111100110080011110011009000111001100100000110011001100000100100由上面的狀態(tài)轉換表得到東西方向和南北方向綠、黃、紅燈的規(guī)律表達式，如2南北方向 東西方向昭=逅〔=時8一〕 2以通過一單刀雙擲開關和與門來實現(xiàn)，同時加一反相器，使開關輸出的信號經(jīng)反相器后輸關閉合的時候輸入是低電平，燈顯模塊電路圖如圖12.5VFQGQHQKLC ABKey

5V12.1Hz此模塊右半局部用555定時器連成多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，多諧振蕩器的周期為T=(R1+2R2)CIn2C為10nF,R1為0.901676MQ,則R2為72.1501MQ。此模塊電路圖如圖312V 555_VIRTUAL6MOhm4LSO4N 4 5 VCCRSTOUTABCDOR4 456d

TNC)RPNC

DISTHRTRICON

100Ohm5V

10nF在Multism2023中仿真次模塊，用示波器觀看分頻模塊，A、B輸入端口分別接秒脈沖的輸出和分頻電路的輸出。以下圖為觀看到的波形圖，由波形圖可得，波形1為波形2的50 t數(shù)字顯示掌握局部此模塊選用十進制同步加、減計數(shù)器〔雙時鐘〕 74LS192和七段數(shù)碼顯示管DCD_HE來實現(xiàn)。承受74LS192的減法計數(shù)功能，把減計數(shù)脈沖輸入接秒脈沖，加計數(shù)脈沖輸入接高電平。每個路口用兩片74LS192設計為30進制計數(shù)器，令第一片74LS192的借位輸出作為其次片的計數(shù)脈沖。數(shù)字顯示由 29減到0,然后通過置數(shù)信號再次置為29，依次循環(huán)下去。觀看表1的74LS164狀態(tài)