数字电路交通灯设计说明
数字电路课程设计报告—交通灯

数字电路课程设计--交通灯控制器的设计院系:姓名:指导教师:完成日期:2011年6月7日数字电路课程设计--交通灯控制器的设计一、课程设计目的1.熟悉集成电路的引脚安排2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
二、设计要求及原理:要求:设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。
主要街道绿灯亮6s,黄灯亮2s;次要街道绿灯亮3s,黄灯亮1 s。
依次循环。
当主要街道亮绿灯和黄灯时,次要街道亮红灯(8s),当次要街道亮绿灯和黄灯时,主要街道亮红灯(4 s)。
用MG,MY,MR,CG,CY,CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯,次要街道的绿灯、黄灯、红灯。
原理:根据设计要求可知,各灯状态转换的周期为12s,因此可设计一个12进制的加计数器,来控制秒数,当计数值达到1011时,通过反馈置数法,将计数器清零,从而达到循环效果。
列出每秒各灯亮的情况的真值表,通过真值表得到相应的逻辑图,便可实现对交通灯的控制。
三、设计步骤:1、根据设计要求列出交通灯控制器的真值表如下:交通灯控制器真值表:QD QC QB QA MG MY MR CG CY CR 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 10 1 1 1 0 1 0 0 0 11 0 0 0 0 0 1 1 0 01 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X2、从元器件库中拖出逻辑转换仪,根据交通灯控制器的真值表,获得MG的最简逻辑表达式。
数字电路交通灯课程设计

数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理,包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理,分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用,理解其工作原理和功能。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作,进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术领域的兴趣,培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识,使其学会在团队中发挥个人优势,共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识,了解并遵循实验室安全操作规程,养成良好的实验习惯。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点:初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实践操作能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,培养其创新精神和动手能力。
在此基础上,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 逻辑门电路:介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器:重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理:分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作:- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统:学生分组进行电路设计,包括选择合适的逻辑门、触发器等组件,搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试:学生进行电路测试,观察交通灯控制效果,针对问题进行调试。
3. 教学大纲:- 第一阶段:回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识,为后续学习打下基础。
【精品】数电课程设计(红绿交通灯的设计)

【精品】数电课程设计(红绿交通灯的设计)一、引言由于时代发展,交通工具发展越来越快,如果管理没有有效的管理,驾驶者会面临很大的安全隐患,因此,在交通拥堵的街道上,红绿信号灯的出现被越来越多的地方使用。
因此,我们必须给予交通灯制造行业有意义的关注。
红绿交通灯是许多国家在管理交通系统时非常重要的设施之一,它是交通信号管理的重要组成部分。
它是一种由电子技术实现的交通管理系统,它实现了全自动和自动控制,具有良好的节约能源,环境友好和安全性能,在管理和控制路行车上有着重要的作用。
二、设计原理红绿交通灯系统是一种由计算机及其相关的设备组成的安全、节能、环保的管理系统,其关键在于检测和发出信号,即检测和发出红灯和绿灯信号。
红绿信号灯的设计基于两个核心原理,即计算机技术和电子技术。
它采用单片机及其仿真器来实现控制,交通灯采用电子器件来实现,即通过控制单片机,实现检测和发出红灯和绿灯信号。
三、硬件系统本系统的硬件由两部分组成:单片机和电子技术。
1、单片机:单片机是一种微处理器,是一款精简的微控制系统,可以自动执行有限的运算步骤,起到控制作用,并实现检测和发出红色和绿色信号的功能。
2、电子技术:电子技术是红绿交通灯的控制元素,可以用一个红灯和一个绿灯来指示车辆进入各区域,或者可以更多的增加发射器和接收器,实现更复杂的控制功能。
软件系统主要由程序和参数两个部分组成。
其中,程序可以分为两部分:用户端的界面程序和交通灯的内部控制程序。
用户界面程序主要设置控制参数,如控制时间、车辆行驶路线等;内部程序用于检测和发出红绿信号,实现自动控制。
参数主要用于设置不同参数,实现不同地区的交通灯调整,如车辆进入红灯区域时的等待时间,同一个路口进入红灯区域的车辆等等。
五、结论。
数字电路课程设计——交通灯设计

学院:班级:姓名:学号:姓名:学号:姓名:学号:序言随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
为此,笔者从数字电子的方向对交通灯进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
内容摘要课程设计目的:数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节,是对学生学习数字电子技术的综合训练.学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求,独立进行电路设计,工程估算,实验测试与调整,制作(在实验板上)电子产品和写出实验总结报告.通过这一电路综合性实践训练,要达到深化所学的理论知识,培养综合运用所学知识的能力,掌握一般电路的分析方法,增强独立分析问题与解决问题的能力.通过这一综合训练培养学生严肃认真的工作态度和科学作风,为今后从事电路设计和研制电子产品打下初步基础.1.满足所示的顺序工作流程图。
图中设大道方向的红、黄、绿灯分别为DR、DY、DG,小道方向的红、黄、绿灯分别为XR、XY、XG。
设计一个十字路口交通信号灯定时控制器,其要求如下:它们的工作方式,有些必须是并行进行的,即大道方向绿灯亮,小道方向红灯亮;大道方向黄灯亮,小道方向红灯亮;大道方向红灯亮,小道方向绿灯亮;大道方向红灯亮,小道方向黄灯亮2.应满足两个方向的工作时序。
即大道方向亮红灯时间应等于小道方向亮黄、绿灯时间之和,小道方向亮红灯时间应等于大道方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图见图3所示。
图3所示,大道、小道方向绿、黄、红灯亮时间分别6秒、4秒、29秒,一次循环为39秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和,黄灯间歇是静止,当检测到小道有车到来的时候,所有电路才开始工作,在小路没有车到之前一直要保持大路亮绿灯,小道一直保持红灯,在小道亮绿灯的时候,检测大道的来车数量,假如超过三辆车,则要立马执行下一个状态,保证车辆通行正常。
交通灯课程设计数字电路课程设计报告书毕业设计

一、设计题目:交通灯控制器交通灯控制器是可以自动控制交通灯,并以倒计时的方式显示出时间,方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行,达到交通井然有序,出行人员安全快捷的到达目的地的效果。
本次实验的就是想通过这样的一个实例,来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个应用工具,达到理论和实践相结合的目的。
二、设计要求:设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯,满足以下条件:显示顺序为其中一组方向是绿、黄、红;另一方向是红、绿、黄。
设臵一组数码管以倒计时的方式显示语序通行或禁止通行时间,其中支通道绿灯的时间是20s,另一个方向上主通道的绿灯亮的时间是30s,黄灯亮的时间都是5s.选做:当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,其中一个方向通行,倒计时停止,当特殊情况结束后,按下自动控制开关恢复正常状态。
三、设计思路概述:1.任务分析:交通灯控制器主要实现两部分功能:①东西、南北双向通路的红、绿、黄灯控制;②东西向主通路的倒计时显示。
另外,在此设计中还实现了紧急情况下的强制中断功能。
2.实现方案:实现这个交通灯控制器可以采用PLD 、FPGA 、单片机等可编程器件或基本数字逻辑器件实现。
在这次实验中采用74系列数字集成芯片和555时基芯片实现相应功能,在本报告的最后附有用Atmel 公司89C52实现同样功能的电路设计图及C51程序。
3.具体功能分析:此电路为十字路口交通灯控制电路,要求东西向和南北向不能同时出现绿(黄)灯,发生“撞车”现象。
即当某一方向为绿灯或黄灯时,另一方向必为红灯。
东西向主通路有倒计时显示。
设计时序如下: 东西向 南北向4.电路框图设计:说明:脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波振荡器,由其产生周期为1s 的时钟脉冲信号。
计时控制部分主要由两片74LS161(十六进制同步加法计数器)、74LS74(边沿D 触发器)及逻辑门电路构成。
产生30s 、20s和5s 的倒计时信号。
彩灯控制部分将计时控制部分输出的信号通过逻辑门电路及74LS139(双2—4线译码器)产生控制信号,控制彩灯按照响应时序显示,并将74LS139的输出信号反馈回计时控制部分实现三种倒计时之间的切换。
交通灯控制器+数字电路课程设计报告

交通灯控制器+数字电路课程设计报告交通灯控制器是交通管理系统中的重要组成部分,其主要作用是控制道路上的交通信号灯。
随着数字电路技术的发展,交通灯控制器也逐渐向数字化、智能化方向发展。
本文将详细介绍一种基于数字电路的交通灯控制器设计,以及该设计方案的实现和效果。
一、设计方案1.硬件设计硬件设计方案主要包括数字电路的选择、交通灯的控制模块、传感器等。
本方案选用FPGA芯片作为控制芯片,该芯片具有先进的数字信号处理能力和可编程性,便于开发和定制。
交通灯的控制模块包括红灯、黄灯、绿灯三个信号灯的控制器,以及车辆、行人传感器等。
其中车辆传感器主要用来检测车流量,行人传感器主要用来检测行人通行情况。
2.软件设计软件设计方案主要包括程序的设计和调试,以及人机界面的设计和开发。
程序设计方案采用Verilog HDL语言进行实现,采用时序逻辑设计的思路来编写程序,实现红绿灯的控制和状态转移。
人机界面采用C语言进行编写,通过串口通信与控制芯片进行数据传输和控制。
二、实现过程在设计方案确定后,我们进一步开始实现。
首先是电路的焊接和测试,在确定电路正常无误后,再完成程序的编写和调试。
最后是人机接口的开发和完善。
具体实现流程如下:1.电路焊接首先进行电路布线和焊接,将FPGA芯片、光耦隔离器、电位器等元器件焊接到电路板上,以及信号灯、传感器等元器件的接入。
2.程序编写利用Verilog HDL语言编写程序,主要包括红绿灯状态的转移逻辑和相应的信号输出控制。
程序设计过程中,需要注意时序和状态的转移。
3.调试测试完成程序编写后,需要进行相应的调试测试。
通过仿真测试,检查程序逻辑是否正确,排除潜在问题。
在硬件实验平台上进行测试,确定系统能够正常工作。
4.人机界面开发利用C语言编写人机界面,实现与交通灯控制器的交互控制。
实现车辆、行人传感器的数据采集和显示,以及人手动控制交通灯的功能。
三、实现效果通过测试和实验验证,本文的交通灯控制器设计方案具有以下优势:1.使用FPGA芯片作为控制芯片,具有较强的可编程性和数字信号处理能力。
数电课程设计(红绿交通灯的设计)

西安邮电学院数字电路课程设计报告书——交通灯控制器学院名称:电子工程学院学生姓名:XXX(XX号)专业名称:电子信息工程班级:电子XXXX实习时间:2010年12月6日——2010年12月17日红绿灯交通信号系统一、红绿灯交通信号系统功能概述红绿灯交通信号系统为模拟实际的十字路口交通信号灯。
外部硬件电路包括:两组红黄绿灯(配合十字路口的双向指挥控制)、一组手动与自动控制开关(针对交通警察指挥交通控制使用)、倒计时显示器(显示允许通行或禁止通行时间)。
二、红绿灯交通信号系统红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。
图1 十字路口交通灯模拟图三、任务和要求1.在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯,显示顺序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,其中一个方向上绿灯亮的时间是20s ,另一个方向上绿灯亮的时间是30s ,黄灯亮的的时间都是5s 。
3.选做:当任何一个方向出现特殊情况,按下手动开关,其中一个方向常通行,倒计时停止。
当特殊情况结束后,按下自动控制开关,恢复正常状态。
4.选做:用两组数码管,实现双向倒计时显示。
四、设计思路在实际情况下,一个十字路有一个主干道和一个支干道。
主干道的车流量较大,即要求主干道绿灯亮的时间长,支干道正好相反。
五、总体方案简单原理如下:由555时钟信号发生电路产生稳定的“秒”脉冲信号,确保整个电路装置计时工作稳定进行。
用两片74LS161作为计数器,将其输出端通过非门与74LS48相连后,把74LS48输出端连到数码管上,实现倒计时;用另外一片74LS161作为状态控制器,控制状态变量Q2Q1的变化,即实现变化:00-01-10-11;用计数器的RCO进位端作为状态控制器的脉冲;利用状态控制器对计数器实现至数操作,从而实现模30,模20,模5的转换;六个灯与由状态控制器控制的74LS74的输出端通过门电路直接相连。
数字电子技术课程设计—交通信号灯

数字电子技术课程设计—交通信号灯1、课程设计目的⑴培养学生的数字电路的设计能力。
⑵掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。
2、课程设计内容和要求⑴设计一个交通信号灯的控制电路,要求:①主干道和支干道交替放行,主干道车流量大,每次放行30S,支车道流量小,每次放行20S。
②每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5S,此时原红灯不变。
③用十进制数字显示放行及等待时间。
⑵用SSI和MSI器件组成交通信号灯控制电路,并在DICE-3实验箱上进行组装和调试。
⑶画出各单元电路图,整机逻辑框图和逻辑电路,写出设计实验总结报告。
3、交通信号灯的基本原理十字路口的红绿灯灯指挥着行人和各种车辆的安全通行,示意图如下,有一个主干道和一个支干道,每边都设置了红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮可以通行,在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟,各方向车辆都停止通行。
要实现上述交通信号灯的自动控制,电路中应有主控制器、计数器、时钟信号发生器、计时器、8421BCD译码器和数码显示器、信号灯译码驱动器几部分电路组成,整机电路原理框图如实训图2⑴时钟信号发生器(秒信号发生器)数字系统是靠时钟信号来工作的,是主控制器和计时器的工作信号,获得脉冲的方法有两种,一是用多谐振荡器直接产生,另外是利用整形电路将其它周期性波形转换成矩形脉冲,多谐振荡器的电路有多种形式,RC环形多谐振荡器,555定时器构成的多谐振荡器,CMOS多谐振荡器,秒信号发生器等。
在此我们提供了555定时器构成的多谐振荡器的参考电路。
要获得周期为1秒的矩形波,运用公式T=0.7(R1+2R2)C1合理电阻和电容的值取C1=0.01μF,则R1+2R2=?⑵主控制器十字路口车辆通行有如下时序图:①开始设主干道通行(主绿亮)支干道不通行(支红亮)持续时间30S;②30S后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄与支红亮,持续时间5S;③5S后,主干道不通行,支干道通行,这种情况下主红与支绿亮,持续时间20S;④20S后,主干道仍不通行,支干道停车,这种情况下主红与支黄灯亮,持续时间5S,5S后又回到第一种情况,如此循环反复。
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WuYi University数电课程设计题目:两路交通灯设计院系:电子工程系专业:电子信息工程班级:电信(2)班学号: 20094082041学生:周磊指导教师:有机2011年6月两路交通灯设计摘要本文主要对此次数电开放实验进行总结性报告,罗列了电路的电路原理与流程图、硬件结构设计、焊接与调试。
对于出现的问题进行解释说明其一系列后续工作的介绍。
AbstractIn this paper, the number of power open to this experiment summary report, a list of the circuit schematic and flow diagram, hardware design, welding and debugging. For the problems to explain a series of follow-up work on its introduction.1.绪论交通信号灯与我们的生活紧密相连,设计交通灯不仅具有实用性,还加深了本人对数字电路理论知识的理解。
通过这次动手实验,死板的课本知识就融入到动手能力中去了。
《数字电路》是一门发展迅速,实践性很强的电子技术专业基础课程。
由于数字电子技术具有很强的灵活性,我们的日常生活已经越来越离不开它了。
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。
现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。
逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。
存储器是用来存储二值数据的数字电路。
从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。
但其发展比模拟电路发展的更快。
从60年代开始,数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。
随后发展到中规模逻辑器件;70年代末,微处理器的出现,使数字集成电路的性能产生质的飞跃。
由于数字电路技术的逻辑性很强,用它来设计交通灯的控制系统很容易实现。
只要数字集成块在一定围输入,都能得到确定的输出,调试起来也比较容,电路的工作状态会比较稳定。
这次的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通等的六个不同信号灯的控制,另外还加以倒计时数码管显示。
以做到十字路口信号灯的仿真模型,这个电路的设计看似较为复杂,其实就是一些基本的数字电路组成。
只要将整个电路的基本方向确定下来,画出电路流程图,在对各项功能进行设计,一步步突破,最后进行整理总结。
2硬件电路结构设计2.1设计要求及电路流程图2.1.1设计要求1.设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求;2.必须独立完成设计课题;3.合理选用元器件;4.按时完成设计任务并提交设计报告。
2.1.2电路流程图根据实际的交通信号灯,设计一个交通灯信号控制器。
甲、乙车道交替通行,甲车道每次放行25秒,乙车道放行25秒,绿灯亮表示通行,红灯表示停止。
每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。
该交通灯控制系统的组成框图如下图2-1所示。
状态控制器主要记录交通灯的工作状态,通状过状态译码器点亮相应状态的信号灯,秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲,通过减法计数器对秒脉冲减计数,达到每一种工作状态持续时间。
减法计数器的减进位脉冲使状态控制器完成状态转换,同时减进位根据系统下一个工作状态决定下一次减计数的初始值。
减法计数器的状态由bcd译码器译码,数码管显示。
图2-1电路流程图2.2单元电路设计2.2.1状态控制器设计根据电路流程图,各信号灯工作顺序流程如2-2图,信号灯四种不同状态分别用S0(甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮),S1(甲车道黄灯亮,乙车道还是红灯),S2(甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮),S3(甲车道还红灯亮,乙车道黄灯亮)表示,其状态编码及状态转换图如图2-3所示。
图2-2信号灯流程图2-3信号灯状态转换图根据上述流程图和状态转换图,我们可以用一个两位十进制计数器实现,如74160,再用一个3线8线译码器74138译码器与显示电路相连。
电路图如下。
图2-4状态译码器电路图其中74160的CLK接受来自减法计数器的借位输出,74138的Y0、Y1、Y2、Y3去置数和控制信号灯的状态。
当减法计数器高位同时出现借位时就会给clk一个脉冲,由于减计数器借位输出为低电平,而160需要高电平触发,所以加一个非门。
经过74138译码后控制交通灯的状态变化以及置数的变化,从而控制整个系统,其中74160的QC 端经过一个非门接其置数端,当QC为1时,计数器置数回到0,从而控制电路的状态循环,同时QA,QB的变化经过译码器74138后控制整个电路及交通灯的循环。
74LS160芯片介绍:74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器 ,管脚图如2-5。
只有当 EP、ET 均为高电平时160才能正常工作。
CLR为清零端。
表2-1为160功能表图2-5芯片160管脚图表2-1芯片160功能表2.2.2交通等状态显示设计整个交通灯状态分为四部分,真值表与状态如表2-2。
横纵向干道的红、黄、绿信号灯主要由状态控制器输出决定。
用1表示灯亮。
用0表示灯不亮。
表2-2交通信号灯真值表由真值表可知各信号灯的逻辑函数表达式为:G=/Y0Y=/Y1R=/Y2+/Y3=/(Y2Y3)g=/Y2y=/Y3r=/Y0+/Y1=/(Y0Y1)可画出交通灯信号控制图,如图2-6所示。
图2-6显示部分原理图由于译码器输出是低有效,所以在另一端接+5V高电平。
这样就可以很好的控制交通灯的显示。
74LS138芯片介绍:图2-7为74138管脚图。
74LS138 为3 线-8 线译码器,当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器图2-7芯片138管脚图表2-3 138功能表无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚,任何时刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态,要么只有一个为低电平0,其余7个输出引脚全为高电平1。
如果出现两个输出引脚同时为0的情况,说明该芯片已经损坏。
2.2.3秒信号设计其中秒信号发生器由555定时器及电容、电阻、电感组成,是一个典型的施密特触单稳态触发发器。
无需输入,自激震荡产生方波。
只需控制两个电阻和电容的大小来控制占空比来控制方波的频率。
R6、C2组成一个串联RC充放电路,在NE555 的7管脚上输出一个方波信号,C2上得到一个三角波,此三角波送到NE555的2 脚输入端。
由NE555部的比较器和门电路共同作用,维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波图2-8秒信号发生器NE555芯片介绍:NE555虽然从发现到现在有四十多年,功能上有部份的改善,但其脚位劲能并没变化,所以到目前都可直接的代用。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。
图2-9芯片555管脚图2.2.4置数控制系统设计根据以上的设计,交通灯控制系统要有一个能自动装入不同定时时间的定时器,以完成甲车道25秒,5秒,30秒,乙车道30秒,25秒,5秒的定时任务。
该定时器由2片74192构成的二位十进制可预置数减法计数器完成;时间状态由带译码器的led数码管对减法计数器进行译码显示;预置到减法计数器的时间常数,通过状态控制电路的译码器74138的输出端Y0、Y1、Y2、Y3。
当状态控制器74160的输出QAQB=00时经过译码器74138后此时的输出为Y0Y1Y2Y3=0111,经过非门以后变成Y0’Y1’Y2’Y3’=1000此时只有Y0’对置数有效,同理,状态控制器状态变化时,置数也跟着变化,而状态控制器的脉冲恰好来自减法计数器的借位端,这样就形成了置数的循环控制。
实现了交通的定时循环系统。
其实交通的定时系统分为4部,甲车道为25秒、5秒、30秒、0秒,对应乙车道为30秒、0秒、25秒、5秒。
正好用译码器的四个输出端Y0Y1Y2Y3来控制,因为Y0Y1Y2Y3为低有效所以经过非门后只有其中一个端口有效置数,真值表可以简单的画成表2-4的模式。
根据真值表可以得出置数控制系统的连接方式,原理图如下。
图2-10置数控制部分原理图74LS192芯片介绍:其中p0 p1 p2 p3——置数并行数据输入;Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出;MR——清零端;LD——置数端;TUu--加法计数CP输入;TCd——减法计数CP输入;CO——进位输出端;BO——借位输出端。
加减控制方式:控制信号为1时加计数,为 0时减计数。
双时钟方式:外部时钟从CP+端输入时加计数,从CP-端输入时减计数。
预置功能:所谓预置,就是控制端 =0时,使计数器的状态变成设定的外部输入常数,即QDQCQBQA=DCBA(输入数据)。
图2-11芯片192管脚图同步预置方式: =0且下一个时钟有效边沿到来时完成预置。
异步预置方式: =0后立即预置数据送入各触发器,与CP无关。
复位功能:所谓复位,就是从复位端输入有效信号后,计数器恢复成初始状态(全0或某个常数)。
同步复位方式:用复位信号与时钟信号CP配合完成。
异步复位方式:用复位信号直接完成,与CP无关。
时钟边沿选择:同步计数器一般用上升沿触发,异步计数器一般用下降沿触发。
有的同步计数器有两个时钟输入端,既可用上升沿触发,也可用下降沿触发。
其它功能:计数器满模值时,产生一个进位输出CO信号或借位输出BO信号,作为标志信号或进位功能扩展。
计数控制输入端(P、T),用来控制计数器是否计数。
多片计数器级联时,可控制各级计数器的工作。
下表为其功能表表2-5芯片192功能表74LS47芯片介绍:74LS47的输入端是四位二进制信号(8421BCD码),a、b、c、d、e、f、g是七段译码器的输出驱动信号,高电平有效。
可直接驱动共阴极七段数码管,是使能端,起辅助控制作用。
下图是47芯片的功能表。
图2-12芯片47管脚图表2-6芯片47功能表使能端的作用如下:(1) LT是试灯输入端,当 LT=0, BI=1时,不管其它输入是什么状态,a~g七段全亮;(2)BI静态灭灯输入,当 BI=0,不论其它输入状态如何,a~g均为0,显示管熄灭;(3)RBI动态灭零输入,当 LT=1, RBI=0时,如果 A3A2A1A0(ABCD)=0000时,a~g 均为各段熄灭;(4) RBO动态灭零输出,它与灭灯输入BI 共用一个引出端。