课程设计报告——交通信号灯控制器.docx

课程设计报告交通信号灯控制器 20XX 报 告 汇 编 Compilation of reports报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档书目 一、 设计背景 . 3 二、任务和要求 . 3 三、总体设计方案 . 4 1.状态设置 . 4 2.系统框图 . 4 a.系统总框图 . 4 b.系统状态转换框图 . 5 四、单元电路设计 . 5 1.倒计时电路（定时电路）. 5 2.状态限制器（主控电路）. 6 3.交通灯显示电路、 . 6 4.数码管显示 . 7 5.置数变换电路 . 7 6.流量限制电路 . 8 五、总电路原理图 . 9 六、总电路图 . 10 七、原件清单 . 11 八、电路连接与调试 . 11 九、设计总结 . 11 十、参考文献 . 12报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 一、设计背景 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的平安问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与交叉路口，用来限制车的流量，提高交叉口车辆的通行实力，削减交通事故。有了交通灯人们的平安出行有了很大的保障。二、任务和要求 红绿灯交通信号系统外观示意图如图 1 所示。1在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示依次为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。2设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上（主干道）绿灯亮的时间是 45s，另一个方向上（支干到）绿灯亮的时间是 25s，黄灯亮的的时间都是 5s。3.要求加装一流量限制电路，使电路拥有流量限制功能，既：当一条路上无车，另一条路上有车时，这条路上的绿灯长亮，另一条路上红灯长亮。倒计数 计时器 绿灯 黄灯 红灯 红黄 绿 灯灯 灯报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 三、总体设计方案 1. 状态设置 状态 1（00）：主车道的绿 绿 灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的 红灯亮，车道，人行道禁止通行。状态 2（01）：主车道的 黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的 红灯亮，车道，人行道禁止通行； 状态 3（10）：支车道的 红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行； 状态 4（11）：支车道的 红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车的 黄灯 灯亮，车道，人行道缓行； 2. 系统框图 a. 系统总框图流量限制电路报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 b. 系统状态转换框图四、单元电路设计 1. 倒计时电路（定时电路）倒计时器由两位 4 位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、一个非门和一或门构成。其组成如图所示，其中 74LS192 是上升沿触发，CPU 为加计数时钟输入端；CPD 为减计数时钟输入端；LD 为异步预置端，低有效；CR 为异步清零端，高有效；CO 为进位输出端，当 1001 后输出低电平；BO 为借位输出端，当 0000 后输出低电平；D3D2D1D0 为数据预置端；Q3Q2Q1Q0 为数据输出端。状态 00持续45s 支干道红灯亮 主干道绿灯亮 状态 01持续 5s 支干道红灯亮 主干道黄灯亮 状态 10持续25s 支干道绿灯亮 主干道红灯亮 状态 11持续 5s 支干道黄灯亮 主干道红灯亮 图 2 工作流程图报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档2. 状态限制器（主控电路）状态限制器由两个上升沿 D 触发器构成，状态有 00→01→10→11，四种状态分别对应信号灯的四种状态，且触发器上的清零端、置一端，用于接收流量限制电路上的限制-状态变换信号，完成状态-流量限制。3. 交通灯显示电路、 此部分由一个数据安排器 74LS138、两个与门和 6 个发光二极管构成。其结构如图所示。74LS138 的外引线排列如图)所示，其中 A2A1A0 是 3 个二进制代码输入端；Y7Y0 是 8 个输出端，低电平有效；STA、STB、STC 是使能限制端。当 STA=1且 STB+STC=0 时，安排器才工作。报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档4. 数码管显示 采纳四位二进制七段数码管显示，如图所示。5. 置数变换电路 此部分电路是由两个数据选择器构成，既用 74LS153 组成，当主控电路状态发生变换时，置数变换电路产生的置数也随之变换，其状态对应为：00→45，01→05，10→25，11→05.最终将置数放回倒计时电路，用于置数，最终达到定时的作用。报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 6. 流量限制电路 此部分电路是由一片 74LS138，既数据选择器构成，主干道接 A，支干道接B，当状态为 10 或 01 时，干脆限制主控电路的两片上升沿 D 触发器的清零或置一端。完成流量限制。报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 五、总电路原理图报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 六、总电路图报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 七、原件清单 74LS192（十进制可逆计数器）两个 74LS138 （3-8 译码器）两个 74LS153（双 4 选 1 数据选择器）一个 74LS74 （上升沿双 D 触发器）一个 74LS04（六反相器） 一个 74LS32（四 2 输入或门） 一个 74LS08（四 2 输入与门） 一个 八、电路连接与调试 在电路连接与调试过程中，应当一部分一部分的连接调试，接好一部分，再接另一部分，否则当全部接好再调试的话，不仅奢侈时间，而且有问题的话无法排查。经过仿真与实际连接，本套电路设计胜利，可以达到预设效果。九、设计总结 实习就是将从课本上的学问应用于实际中，数字电路课程设计就是很好的实践。在交通灯限制系统设计中，充分的体现了动手实力和对课本学问的驾驭程度。而设计过程又存在着很多的问题，由于电路试验箱的地方有限，所以必需先合理的规划每个模块的位置，其次，芯片四周的布线也得当心处理，马虎大意的代价就是局部短路。实习中更是将各个芯片的功能状态系统地学习了一遍，娴熟地用它们实现所需的功能。不过在所遇到的问题处理过程中有胜利也有失败，但这的确加强了自己的动手实力，最终我还是体会到胜利的喜悦。报告文档借鉴学习 word 可编辑好用文档 十、参考文献 1 陈晰.数字电路试验技术基础.电子工业出版社，1999 2 李元.数字电路与逻辑设计.南京高校出版社，1997 3 郝波.数字电子技术，西安电子科技高校出版社，2004 4 郭斌.数字逻辑电路.电子科技高校出版社，1995 5 程震先.数字电路试验与应用.北京理工高校出版社,1999 6王毓银.数字电路逻辑设计.高等教化出版社，1992 7百度文库