交通信号灯控制器设计方案一
交通灯设计方案

3、交通灯控制模块
交通灯控制模块
主路红绿灯控制模块 支路红绿灯控制模块
LED显示 数码管显示
主要用状态机编写,主要是绿—>黄—>红—>绿……之间的状态转换, 并且通过倒计时将时间和信号指示分别通过数码管和LED灯显示出来
4、LED设计
1Hz时钟 模块
主路/支路红 绿灯控制模
块
绿灯指示 LED1/LED3 黄灯灯指示 LED1+LED2/LED3+LED4闪烁
一、功能分析
1、功能要求
作为一个十字路口交通信号灯控制系统,每条道路都需要有一组红、绿、 黄灯和倒计时计数器,用于指挥车辆的有序通行。为便于区分,将十字路口 交通信号灯分为主路a和支路b,应具有以下功能:
(1) 主路a和支路b各设置两组(双向)红灯、绿灯、黄灯,以指示通行状态: 同时还设置数字式的时间显示,以倒计时方式显示每一路允许通行或禁止通 行的剩余时间。
5、数码管设计
主路/支路红 绿灯控制模
块
倒计时显示
8段数码
1KHz扫描 模块
动态扫描
输出四个数码管,每条线路两个数码管显示。亮红灯时数码管显示29到0,亮黄灯时,数码管显示04 到00;亮绿灯时,数码管显示24到00。数码管上的数字每过1秒变一次(count位1s的计时器)。
三、注意事项
1、数码管计数范围和不同LED灯点亮要一一对应,变化时不能有时差; 2、两组数码管不宜分开写,因为数码管行扫描输出接口只有一组,分开写接口 不好设置; 3、数码管计数时,时间要控制好,每秒计数减一。
(2) 具有复位功能,当出现故障时,可复位回到初始设置状态。 (3) 当主路a或支路b出现紧急情况时,按紧急情况键可进入紧急情况状态, 各方向(两路)均亮红灯。当特殊情况结束时,控制其恢复到电路的原来状态继 续运行。
课程设计报告——交通信号灯控制器

目录一、设计背景 (2)二、任务和要求 (2)三、总体设计方案 (3)1.状态设置 (3)2.系统框图 (3)a.系统总框图 (3)b.系统状态转换框图 (4)四、单元电路设计 (4)1.倒计时电路(定时电路) (4)2.状态控制器(主控电路) (5)3.交通灯显示电路、 (5)4.数码管显示 (6)5.置数变换电路 (6)6.流量控制电路 (7)五、总电路原理图 (8)六、总电路图 (9)七、原件清单 (10)八、电路连接与调试 (10)九、设计总结 (10)十、参考文献 (11)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,人们的安全问题也日益重要。
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,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。
有了交通灯人们的安全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(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.要求加装一流量控制电路,使电路拥有流量控制功能,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。
三、总体设计方案1.状态设置状态1(00):主车道的绿灯亮,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;南北方向车的黄灯亮,车道,人行道缓行;2.系统框图a.系统总框图流量控制电路b.系统状态转换框图图2 工作流程图四、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。
交通信号灯控制系统设计

目录第1章系统设计原理分析............................................错误!未定义书签。
1.1交通灯控制分析...............................................错误!未定义书签。
第2章硬件设计 (3)2.1硬件资源及其分配 (3)第3章程序设计 (4)3.1 程序框图.....................................................43.2 程序流程图..................................................5总结................................................................6参考文献............................................................7附录 1 整体电路图...................................................8附录 2 主程序.......................................................9第一章系统设计原理分析1.1交通灯控制分析图1.1 实际道路状况首先了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口如上图所以,为东南西北走向。
初始状态0为东西南北都红灯亮。
然后转状态1东西绿灯通车,南北红灯亮。
过一段时间后,转状态2,东西绿灯灭,黄灯闪几下,南北还是红灯。
再转状态3,南北绿灯通车,东西红灯亮。
过一段时间后转状态4,南北绿灯灭,闪几个黄灯,东西还是为红灯亮,一段时间后,又循环至状态。
1、列出交通信号灯的状态表如下:(其中,1代表灯亮,0代表灯灭)2、对于交通信号灯来说,应该有东西南北共四组灯,但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的,所以只要用两组就行了,因此,采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
交通信号控制灯的设计方案1

学号:2015200034山东水利职业技术学院课程设计题目交通信号灯控制器设计学院水利学院专业通信技术班级通信A151班姓名张筱指导教师邓坚林伟2016年12月30日课程设计任务书学生姓名:张筱专业班级:通信技术指导教师:邓坚林伟工作单位:水利学院题目:交通信号灯控制器设计初始条件:1.运用所学的模拟电路和数字电路等知识;2.用到的元件:实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片或微处理器等。
要求完成的主要任务:1.假设一路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯,南北红灯,2.然后转状态1东西绿灯通车,南北红灯。
3.过25s转状态2,东西绿灯灭,黄灯闪烁5次,南北仍红灯。
4.再转状态3,南北绿灯通车,东西红灯亮。
5.过20s转状态4,南北绿灯灭,闪5次黄灯,东西仍是红灯。
6.最后循环至状态1,如此不断周期循环下去。
7.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
时间安排:第1天下达课程设计任务书,根据任务书查找资料;第2~4天进行方案论证,软件模拟仿真并确定设计方案;第5天提交电路图,经审查后领取元器件;第6~8天组装电路并调试,检查错误并提出问题;第9~11天结果分析整理,撰写课程设计报告,验收调试结果;第12~14天补充完成课程设计报告和答辩。
指导教师签名:2016年12月30日系主任(或责任教师)签名:2016年12月30日目录引言 (1)1设计意义及要求 (2)1.1设计意义 (2)1.2设计要求 (2)2方案设计 (3)2.1设计思路 (3)2.1.1个人方案(方案一) (3)2.1.2个人方案(方案二) (3)2.2方案设计 (3)2.2.1个人方案(方案一) (3)2.2.2小组方案(方案二) (6)2.3方案比较 (8)3部分电路设计 (9)3.1脉冲源 (9)3.2计数电路 (10)3.3译码电路 (11)3.4逻辑门电路 (13)4调试与检测 (14)4.1调试中的故障及解决办法 (14)4.2调试与运行结果 (14)5仿真操作步骤及使用说明 (15)结束语 (16)参考文献 (17)附录1方案一总电路图 (18)附录2方案二总电路图 (19)附录3元器件清单 (20)本科生课程设计成绩评定表引言课程设计是大学教学的一大创新,也是大学阶段给学生将理论知识应用到实际的一个平台。
智能交通信号灯控制方法及系统与设计方案

智能交通信号灯控制方法及系统与设计方案1.系统框架介绍2.交通感知设备交通感知设备用于感知道路上的交通情况,例如传感器、摄像机等。
通过感知设备采集到的数据,可以获取道路上车辆的数量、速度、类型等信息。
3.信号灯控制器信号灯控制器是系统的核心,负责根据道路的交通情况来控制信号灯的变化。
信号灯控制器根据交通感知设备采集到的车辆信息和它们的运行状态,计算出每个信号灯的开启和关闭时间。
4.智能算法5.通信网络通信网络用于连接交通感知设备、信号灯控制器和中心控制台,以实现数据的传输和交互。
通过通信网络,交通感知设备可以将采集到的数据发送到信号灯控制器和中心控制台,信号灯控制器可以接收控制指令并控制信号灯的变化。
6.中心控制台中心控制台作为系统的运行管理中心,负责监控智能交通信号灯控制系统的运行状态、设置参数、进行数据分析和优化。
中心控制台通过与信号灯控制器和通信网络的连接,可以实时获取交通感知设备的数据,并对信号灯控制进行监控和调整。
7.设计优化方案为了提高智能交通信号灯控制系统的效能和可靠性,可以采用以下设计优化方案:(1)多点检测法:将交通感知设备分布到交叉口的各个方位,可以全方位地感知交通状况,提高信号灯控制的准确性。
(2)车辆流量预测:通过历史数据和实时数据分析,可以预测未来一段时间内车辆的流量,从而提前进行信号灯配时的优化。
(3)联合控制算法:将多个信号灯控制器相互协调,以提高整个交通路段的流畅性。
例如,通过优化进入路口的车辆信号灯配时,可以减少车辆排队等待的时间,提高通过率。
(4)与公交车优先级联动:通过识别公交车的优先权,智能交通信号灯控制系统可以根据公交车的位置和行进速度来调整信号灯的配时,以提高公交车的通行效率。
总结:。
交通信号灯控制器设计

VHDL 程序交通信号灯控制器的设计一、 设计思路:设交通灯信号控制器用于主干道与支道公路的交叉路口,要求是优先保证主干道的畅通。
因此,平时处于“主干道绿灯,支道红灯”状态,只有在支道有车辆要穿行主干道时,才将交通灯切至“主干道红灯,支道绿灯”,一旦支道无车辆通过路口,交通灯又回到“主干道绿灯,支道红灯”状态。
此外,主干道和支道每次通行的时间不得短于30s ,而在两个状态交换过程出现的“主黄,支红”和“主红,支黄”状态,持续时间都为4s 。
根据交通灯信号控制的要求,我们可以把它分解为定时器和控制器两部分,其原理图如图所示。
二、 VHDL 程序实现LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD-LOGIC-1164.ALL; ENTITY JTDKZ ISPORT(CLK,SM,SB;IN BIT;MR,MY ,MG ,BR,BY ,BG:OUT BIT); END JTDKZ;ARCHITECTURE ART OF JTDKZ IS TYPE STATE-TYPE IS (a,b,c,d); SIGNAL STATE:STATE-TYPE; BEGINCNT:PROCESS(CLK)V ARIABLE S:INTEGER RANGE 0 TO 29; VARIABLE CLR,EN:BIT;BEGINIF (CLK'EVENT AND CLK= '1') THEN IF CLR = '0' THEN S:=0;ELSIF EN = '0' THEN S:=S;ELSE S:=S+1;END IF;CASE STA TE ISWHEN A=>MR<='0';MG<='1';BR<='1';BY<='0';BG<='0';IF (SB AND SM)= '1' THENIF S=29 THENSTA TE<=B;CLR:='0';EN:='0';ELSESTA TE<=A;CLR:='1';EN:='1';END IF;ELSIF (SB AND (NOT SM)) = '1' THENSTA TE<=B;CLR:='0';EN:='0';ELSESTA TE<=A;CLR:='1';EN:='1';END IF;WHEN B =>MR<= '0';MY<='1';MG<='0';BR<='1';BY<='0';BG<='0';IF S = 3 THENSTATE<=C;CLR:='0';EN:='0';ELSESTATE<=B;CLR:='1';EN:='1';END IF;WHEN C =>MR<= '1';MY<='0';MG<='0';BR<='0';BY<='0';BG<='1';IF (SM AND SB)= '1' THENIF S=29 THENSTA TE<=D;CLR:='0';EN:='0';ELSESTA TE<=C;CLR:='1';EN:='1';END IF;ELSIF SB ='0' THENSTATE<=D;CLR:='0';EN:='0';ELSESTA TE<=C;CLR:='1';EN:='1';END IF;WHEN D=>MR<= '1';MY<='0';MG<='0';BR<='0';BY<='1';BG<='0';IF S = 3 THENSTA TE<=A;CLR:='0';EN:='0';ELSESTA TE<=D;CLR:='1';EN:='1';END IF;END CASE;END IF;END PROCESS CNT;END ART;。
交通信号控制系统设计方案

交通信号控制系统设计方案1.引言2.系统概述该系统主要包括信号灯控制器、感应器、中央控制器和交通监控平台四个模块。
信号灯控制器负责实时控制信号灯的状态;感应器用于检测车辆和行人的存在;中央控制器负责收集感应器数据并根据交通流量和优先级分配信号灯时间;交通监控平台用于显示交通情况和记录违章行为。
3.系统设计3.1信号灯控制器每个交叉路口都设置一个信号灯控制器。
信号灯控制器使用计时器定时控制信号灯的颜色变换,并通过通信接口与中央控制器进行通信,接收来自中央控制器下发的控制指令。
3.2感应器感应器分为车辆感应器和行人感应器。
车辆感应器使用地磁感应技术,通过地下埋设的传感器检测车辆的到来;行人感应器使用红外线传感技术,通过红外线探测行人的存在。
3.3中央控制器中央控制器负责实时收集各个交叉路口的感应器数据,并根据交通流量和优先级分配信号灯的时间。
中央控制器使用智能算法,结合历史数据和实时数据,计算出最优的信号灯时间分配方案,并通过通信接口将控制指令发送给信号灯控制器。
3.4交通监控平台交通监控平台用于实时显示交通情况和记录违章行为。
平台接收来自各个交叉路口的数据,并通过数据处理和可视化技术将数据展示给交通管理人员。
平台还可以通过图像识别和车牌识别技术实时监测违章行为,并记录相关信息,以便后续处理。
4.系统优势4.1提高交通效率:通过智能算法和实时数据分析,系统能够根据交通流量和优先级合理分配信号灯时间,从而减少交通阻塞和堵车现象,提高交通效率。
4.2提高交通安全性:感应器能够精确检测车辆和行人的存在,系统能够根据实时数据做出合理的信号灯控制决策,从而减少交通事故的发生,提高交通安全性。
4.3提高交通管理效能:交通监控平台能够实时显示交通情况和记录违章行为,交通管理人员能够迅速了解交通情况,并及时采取相应的措施,提高交通管理效能。
5.结论本文介绍了一个基于智能化技术的交通信号控制系统设计方案。
该系统通过感应器检测车辆和行人的存在,中央控制器智能算法分配信号灯时间,通过通信接口实现与信号灯控制器的通信,通过交通监控平台展示交通情况和记录违章行为。
交通信号灯PLC控制设计

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四 上位机设计
4.1 MCGS组态软件简介
MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两部分。组态环境 相当于一套完整的工具软件,用来帮助用户设计和构造自己的应 用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程,以用户指 定的方式运行,并进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功 能。组态环境和运行环境的关系如图示。
交通信号灯设计内容
一 控制要求
二 硬件设计
三 下位机设计
四 上位机设计
五 联机总调
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一 控制要求
1.1 交通灯控制系统的控制要求如下:
❖ a 信号灯受两个按钮控制,当启动按钮动作时,信号系统开始工作, 且先南北红灯亮,东西绿灯亮。当停止按钮动作时,所有信号灯都 熄灭。
❖ b 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮,如果同时亮时应关闭信号灯系 统,并报警。
初始界面
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启动
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可编程控制器要满足两个信号输入(分别起系统启动、停止作用),七
个信号输出,十字路口有十二个交通信号灯,但南北、东西两个为一组用一 个输出信号控制,再加上一个报警信号驱动的报警灯。
通过以上分析可以知道,系统共有开关量输入点2个,开关量输出点7 个,所以选用主机为CPU224。
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2.2 I/O分配
交通信号灯PLC的输入/输出点分配表
❖ c 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维 持20S。到20S时,东西绿灯闪烁,闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭 时,东西黄灯亮,并维持2S。到2S时,东西黄灯熄,东西红灯亮。 同时,南北红灯熄灭,南北绿灯亮。
❖ d 东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S,熄灭。 同时南北黄灯亮,维持2S后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
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课程设计(综合实验)报告( 2012 —2013 年度第一学期)名称:电子技术综合实验题目:交通信号灯控制器院系:电气与电子工程学院班级:学号:学生姓名:指导教师:刘春颖设计周数:一周成绩:日期:2013年1 月15 日《电子技术》综合实验任务书一、目的与要求1.目的1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节,通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能,提高综合运用知识的能力,逐步增强实际工程训练。
1.2注重培养学生正确的设计思想,掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。
1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。
1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。
2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。
2.2根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。
要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。
2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用的原则。
2.4学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确使用方法。
利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。
2.5学会撰写课程设计总结报告。
2.6通过课程设计,逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度,培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。
要求学生在设计过程中,坚持勤俭节约的原则,从现有条件出发,力争少损坏元件。
2.7在课程设计过程中,要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。
二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题,学生根据自身情况自由选择其中之一。
1.移位寄存器型彩灯控制器2.智力竞赛抢答器3.电子拔河游戏机4.交通信号灯控制器5.数字电子钟6.电子密码锁7.电子秒表8. 数字电子钟(硬件)三、进度计划四、设计(实验)成果要求1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案;然后对方案中单元电路进行选择和设计计算;最后画出总体电路图。
2.预设计经指导教师审查通过后,学生即可向实验室领取所需元器件等材料,在面包板上组装、调试电路,使之达到设计指标要求。
3.在Multisim软件平台上学生可直接设计、仿真和实现,直至达到设计要求。
五、考核方式综合以下指标评定课程设计总成绩:优、良、中、及格和不及格。
1.设计方案的正确性与合理性;2.实验动手能力(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等);3.总结报告;4.答辩情况(课题的论述和回答问题的情况);5.设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。
学生姓名:罗晨芳指导教师:刘春颖2013 年1 月14 日一、课程设计(综合实验)的目的与要求1、目的随着社会的进步和发展,交通工具日益增多,这就给我们的道路交通带来了混乱,特别是十字路口的交通管理问题。
为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。
本次实验就是要设计一个交通逻辑控制电路,来实现十字路口的自动交通控制。
2、要求在一个具有主、支干道的十字路口,设计一个交通灯自动控制装置。
红灯(R)亮表示该条道路禁止通行,黄灯(Y)亮作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外,绿灯(G)亮表示该条道路允许通行。
具体要求如下:2.1、主干道经常通行。
2.2、支干道有车才通行。
2.3、主、支干道均有车时,两者交替通行,并要求主干道每次至少放行30秒,支干道每次最多放行20秒;采用传感器分别监测主、支干道是否有车,有车时向主控制器发出信号,实验中用逻辑开关代替。
2.4、每次绿灯变红灯时,要求黄灯先亮5秒,此时原红灯不变;2.5、设计5秒、20秒、30秒计时的译码显示电路,每秒改变一次显示数字,可以采用正计时,也可倒计时。
2.6、当任意一条路上出现特殊情况,如消防车、救护车或其它需要优先放行的车辆时,各方向上均为红灯,计时停止。
当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。
用逻辑开关模拟有无特殊情况二、设计(实验)正文1.实验设备及器件1.1实验设备及工具:计算机仿真软件Multisim1.2 实验器件2.设计原理及设计方案2.1 工作状态如下整个流程为:(1)主车道绿灯亮,支道红灯亮。
表示主道上的车辆允许通行,支道禁止通行。
绿灯时间到时,控制器发出状态信号ST,转到下一工作状态。
(2)主车道黄灯亮,支车道红灯亮。
表示主车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,支车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(3)主车道红灯亮,支车道绿灯亮。
表示主车道禁止通行,支车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(4)主车道红灯亮,支车道黄灯亮。
表示主车道禁止通行,支车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。
黄灯亮足规定的时间间隔TY 时,控制器发出状态转换信号ST,系统又转换到第(1)种工作状态。
2.2 实现方案(1)方案一根据状态图,得到交通灯的设计原理图实现原理:如图,通过一个驱动三个计时电路。
这时译码电路和数码管只有一个对应同步显示计时内容。
当这个时间段计完后,给状态控制电路输出格的脉冲。
这时状态向后变化一个。
同时又通过控制器的输出端控制红绿灯电路,又根据状态确定那个计时器工作。
这样就完成了一计数单位的工作周期。
方案总结:优点就是原理上易于实现,因为计数器分为3个,在原理逻辑上更直接。
但缺点也很明显,就是浪费了大量的元器件,来重复实现一个模块功能,这是一种浪费。
在工程上是绝不允许的。
而切元器件多了,连接电路时易发生错误。
(2)方案二根据状态图,得到交通灯的设计原理图实现原理:如图,秒脉冲提供电源让计时电路工作。
计时电路的作用是实现30秒、20秒、和5秒等三个计时,同时用译码器和数码管组成的显示电路来显示时间。
在计完一个时段后计时器发出一个脉冲,驱动状态控制电路,使之状态发生改变。
进而红、绿、黄灯亮暗改变,又完成了对计数器的置数。
从而进行30秒、20秒、和5秒的自动切换。
到此一个工作状态结束。
进入下一个状态。
方案总结:这是对方案一的优化:把三个计数器合为了一个,换句话就是用一个计数器实现三个计数功能。
这是利用置数智能的对电路进行计数选择。
尤其是在主模块的设计上,更多的利用了计数模块。
这样做的好处就是能更好的利用原有电路的元器件和设计模块。
使系统高度集成化。
如此既能节约成本,又可降低连接时的错误概率。
在置数方面是利用灯的亮暗,会更直接。
这完全符合设计思想和工程的设计原则。
所以我们选择这种方案。
(3)方案三还有一种方案就是利用循环一个周期的时间。
如本实验是60秒,做一个计数器。
把它截为4个时间段:30秒、20秒和两个5秒。
这样在整个周期上单独的分离每个状态所需的时间、状态以及红绿灯的变化。
进而完成一个周期,而循环工作。
方案总结:这种方案虽然原理上更简单。
但是在实现起来会使用很多的器件来实现其工作。
因为在整个时间段上截取,就必须加上状态判断部分。
所以这种方案就没有过多的考虑。
3.单元电路的设计3.1 秒脉冲电路它是整个电路的动力输入,多次试验后设定如下V2180 Hz5 V3.2 状态控制部分该电路有四个状态,具体情况如下:因为电路只有4个状态:00、01、11、10。
所以我选择用D触发器来实现状态的转换。
电路如下:状态控制电路是整个设计的核心部分。
它是控制红、绿、黄灯的枢纽部分。
而工作顺序直接决定了整个电路的工作顺序。
但它需要计时电路的反馈信号来驱动。
3.3 计时和显示电路它负责了整个电路的计时和状态控制是整个电路用的最多的部分。
它采用一块74LS161和一块74LS160实现,74LS161负责高位的计数,74LS160负责低位的计数,并完成进位指数等过程。
显示电路采用的是两块74LS74和两块七段数码显示管实现,将高位计数芯片的输出端与第一块的译码器输入端连接,由于十位显示管只用显示0-3,所以只用到其A、B两个接口,个位显示管要显示0-9的跳变,所以与低位计数器芯片的输出端一一对应相连。
经译码器后将译码器的输出端与显示管的接口一一对应相连。
实验过程中,由于粗心把与计数器高位片的A、B口与译码器的输入口节反了,导致显示管出现了乱码情况,经仔细反复检查后找到了错误并改正了错误,之后运行正常。
3.4 红、绿、黄灯的亮暗控制及置数电路:(1)利用灯的真值表:212211R Q G Q Q Y Q Q ==≥= 12122g Q Q y Q Q r Q ===转换位电路图为:(2)置数电路是控制计时时间的电路,实现30秒、20秒、和5秒的自动转换。
利用灯的亮暗代表的1、0.来实现对计数器的控制。
3.5 紧急情况时当任意一条路上出现特殊情况,如消防车、救护车或其它需要优先放行的车辆时,各方向上均为红灯,计时停止。
当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。
用逻辑开关模拟有无特殊情况。
方案:可以在秒脉冲的输入电路上,接入一个开关。
当一个道,例如支道出现意外时,直接断开这个开关,系统循环就会停止。
对于灯的亮暗,如果不能等到主道的绿灯亮,支道的红灯暗时,可以直接给灯状态控制电路置数,强制变为这个状态。
三、实验结果及分析1. 实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形(每个矩形脉冲周期是10秒):2.高位片输出波形(部分)(每个矩形脉冲周期为1秒):3.低位片输出波形(部分)(每个矩形脉冲周期为1秒):4.灯的变化:主道方向的灯的状态为:绿—>黄—>红—>黄—>绿……;支道方向的灯的状态为:红—>黄—>绿—>黄—>红……;结果分析:结果完全符合设计要求,达到了实验目的。
说明实验分析正确,设计思路无误。
四、课程设计(综合实验)总结或结论开始拿到题目的时候,因为数点已经考完很久了,所以关于译码驱动和计时器的知识刚开始也不是特别能回想起来,通过这次课程设计,加强了我动手、思考和解决问题的能力,复习了之前的只是,让自己的思维得到了扩展,同时在与同学的交流中我们交流了思想,收获颇多。
现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的,虽然花了很多的时间,但学到了很多东西。
在课程设计的过程中,我想了很多种方案,对同一个问题(像计数器的接法)都想了很多种不同的接法,运用不同的芯片进行了比较,和同学一起讨论最优方案,最后还是采取了上面的方法进行连接.在这次设计中也遇到了很多问题:一、容易接错线,无意中删除了一些线。