课程设计交通信号灯汇总
交通信号灯课程设计最终版

参考文献25
摘
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。
1 ↓
QDQCQB输出
五进制计数
↓ QA
QDQCQBQA输出8421BCD码
十进制计数
QD↓
QAQDQCQB输出5421BCD码ห้องสมุดไป่ตู้
十进制计数
1 1
不变
保持
如表7 4LS90功能表,7 4LS90逻辑功能为
(1)计数脉冲从CP1输入,QA作为输出端,为二进制计数器。
(2)计数脉冲从CP2输入,QDQCQB作为输出端,为异步五进制加法计数器。
图七段数码显示器管脚接法
图数码管连接电路图
3.真值表
共阳极数码管 的数字显示真值表如下表所示:
表七段显示译码电路真值表
六
555定时器是种中规模集成电路,只要外部配上适当阻容元件,就构成脉冲产生和整形电路。
6.1 555
555定时器内部结构和引脚排列图,如内部电路图,引脚排列图。555定时器内部含有一个基本RS触发器,配个电压比较器C1,C2,一个放电三极管T由三个5K的电阻的分配器,555定时器因此而得名一个输出缓冲器G3。比较器C1的参考电压为2VCC/3加在同相输入端C2的参考电压为VCC/3加在反相输入端,两者均由分在器上取得。
中国最早的马路红绿灯,是于1908年出现在上海的英租。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,从采用计算机控制到现代化的电子定时监控,交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。
交通灯课程设计实训报告

一、引言随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益严重,交通信号灯作为城市交通管理的重要手段,对于提高道路通行效率、保障交通安全具有重要作用。
为了让学生更好地了解交通信号灯的工作原理和设计方法,我们开展了交通灯课程设计实训。
本文将对实训过程进行总结,并对设计成果进行分析。
二、实训目的1. 熟悉交通信号灯的工作原理和设计方法;2. 学会使用单片机进行交通信号灯控制;3. 提高学生的实践能力和创新能力;4. 培养学生的团队协作精神。
三、实训内容1. 交通信号灯基本原理交通信号灯主要包括红灯、黄灯和绿灯三种颜色,分别代表禁止通行、注意和允许通行。
交通信号灯的基本工作原理是:通过单片机控制信号灯的亮灭,实现交通信号的变换。
2. 单片机交通信号灯控制系统设计本实训采用AT89C52单片机作为核心控制单元,设计了一个十字路口交通信号灯控制系统。
系统主要包括以下部分:(1)硬件电路设计:包括单片机、信号灯模块、按键模块、数码管显示模块等。
(2)软件设计:主要包括初始化程序、主程序和中断服务程序。
3. 交通信号灯控制策略(1)基本控制策略:南北方向绿灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向黄灯亮。
(2)时间控制策略:绿灯亮20秒,黄灯亮4秒,红灯亮24秒。
(3)手动/自动控制策略:通过按键切换手动/自动模式,实现交通信号灯的手动控制。
四、实训过程1. 硬件电路搭建:按照设计要求,将单片机、信号灯模块、按键模块、数码管显示模块等硬件电路连接起来。
2. 软件编程:使用C语言编写单片机程序,实现交通信号灯的控制。
3. 系统调试:对系统进行调试,确保交通信号灯工作正常。
4. 优化设计:根据实际情况,对系统进行优化设计,提高系统性能。
五、实训成果1. 成功设计并实现了十字路口交通信号灯控制系统。
2. 系统具有手动/自动控制功能,可满足实际交通需求。
课程设计交通信号灯

课程设计交通信号灯一、课程目标知识目标:1. 学生能理解交通信号灯的基本概念,掌握红、黄、绿三种颜色灯的含义及其在交通中的作用。
2. 学生能够描述交通信号灯的运作原理,了解信号灯的控制方式。
3. 学生掌握与交通信号灯相关的交通规则,如行人过马路的正确方法,车辆在信号灯变化时的应对措施。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析实际交通场景,判断在不同信号灯下的正确行为。
2. 学生通过小组合作,设计并制作一个简易的交通信号灯模型,提高动手实践能力。
3. 学生能够运用交通信号灯知识,解决实际生活中的交通问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生遵守交通规则的意识,树立安全文明的交通观念。
2. 增强学生的团队协作能力,培养合作、分享、互助的良好品质。
3. 培养学生关注社会问题,认识到科技在交通管理中的重要作用,激发对科学技术的兴趣。
课程性质:本课程为小学四年级科学课,结合日常生活场景,引导学生学习交通信号灯知识,提高学生的安全意识和实践能力。
学生特点:四年级学生具备一定的观察能力和思考能力,对新奇事物充满好奇心,喜欢动手操作,但安全意识相对薄弱。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,通过趣味性的教学活动,激发学生的学习兴趣,同时加强安全教育,提高学生的自我保护能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与,确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 交通信号灯的基本概念与功能- 介绍交通信号灯的定义、作用及其重要性。
- 交通信号灯的颜色及其含义。
- 交通信号灯在保障交通安全中的作用。
2. 交通信号灯的运作原理- 简述信号灯的运作原理及控制方式。
- 介绍信号灯的定时控制、感应控制等不同控制方法。
3. 交通规则与信号灯- 学习与交通信号灯相关的交通规则。
- 行人在交通信号灯下的行为规范。
- 机动车在交通信号灯变化时的应对措施。
4. 实践活动:制作简易交通信号灯模型- 分组讨论,设计交通信号灯模型。
交通信号灯的课程设计

交通信号灯的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并描述交通信号灯的基本构成及功能。
2. 学生能够掌握交通信号灯的颜色代表的含义及其相关交通规则。
3. 学生能够了解交通信号灯在交通安全中的作用和重要性。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,正确识别并遵守交通信号灯指示。
2. 学生通过小组合作,设计并制作一个简易的交通信号灯模型,培养动手实践能力。
3. 学生能够运用交通信号灯知识,分析和解决实际生活中的交通安全问题。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习交通信号灯,培养安全意识和遵守交通规则的自觉性。
2. 学生在学习过程中,增强合作意识,尊重他人意见,培养团队精神。
3. 学生能够认识到交通信号灯在维护交通秩序、保障生命安全中的重要作用,树立社会责任感。
课程性质:本课程为小学四年级科学学科课程,结合交通安全教育,以实践性、互动性为主。
学生特点:四年级学生对交通安全知识有一定的了解,但尚需巩固和深化;好奇心强,喜欢动手操作和合作学习。
教学要求:注重理论知识与实践操作相结合,关注学生个体差异,激发学生学习兴趣,培养其安全意识和遵守交通规则的自觉性。
通过课程目标分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 交通信号灯的基本构成:介绍交通信号灯的三个颜色灯(红灯、黄灯、绿灯)及其作用,让学生了解信号灯的基本组成部分。
2. 交通信号灯的颜色含义:详细讲解红灯停、黄灯注意、绿灯行的规则,并举例说明。
3. 交通信号灯的运作原理:简要介绍信号灯的切换机制,引导学生了解信号灯的运作过程。
4. 交通规则与信号灯:结合教材内容,讲解遵守交通信号灯的重要性,强调安全意识。
5. 实践活动:分组进行简易交通信号灯制作,让学生在实践中掌握交通信号灯知识。
6. 案例分析:分析实际生活中的交通信号灯问题,让学生学会运用所学知识解决实际问题。
教学内容安排和进度:第一课时:交通信号灯的基本构成和颜色含义。
EDA课程设计-交通信号灯

EDA技术课程设计报告交通灯控制器一、设计功能:实现高速公路与乡间小路的交叉路口红绿灯的控制二、具体功能要求:1、只有在小路上发现汽车时,高速公路上的交通灯才可能变成红灯。
2、当汽车行驶在小路上时,小路的交通灯保持为绿灯,但不能超过给定的延迟时间。
(注:这段时间定义为20秒时间)3、高速公路灯转为绿灯后,即使小路上有汽车出现,而高速公路上并无汽车,也将在给定时间内保持高速公路绿灯。
(注:这段时间定义为60秒时间)4、原理框图如下:A B C D高速交通灯绿(60秒)黄(5秒)红(20秒)红(5秒)小道交通灯红红绿黄三、参考设计方案:图2 交通信号灯控制器的原理框图采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器图3 交通信号灯控制器程序原理框图该程序由7个进程组成,进程P1和P2将CLK信号分频后产生1秒信号,进程P3、P4、P5构成两个带有预置数功能的十进制计数器,其中P4产生允许十位计数器计数的控制信号。
进程P6实现状态转换和产生状态转换的控制信号,进程P7产生次态信号和信号灯输出信号,以及每一个状态的时间值。
计数器驱动脉冲如图所示:四、编写相应源程序:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED. ALL;ENTITY CONTRALZ ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RA,GA,YA:OUT STD_LOGIC;TIMEAH,TIMEAL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END CONTRALZ;ARCHITECTURE BHV OF CONTRALZ ISTYPE RG IS (GREEN,RED,YELLOW2);BEGINPROCESS(CLK)VARIABLE A:STD_LOGIC;VARIABLE TH,TL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);VARIABLE STATE:RG;BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN CASE STATE ISWHEN GREEN=>IF A='0'THEN TH:="0101";TL:="1001";A:='1';GA<='1';RA<='0';YA<='0';ELSE IFNOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSETH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=RED;END IF;END IF;WHEN RED=>IF A='0'THEN TH:="0001";TL:="1001";A:='1';RA<='1';YA<='0';GA<='0';ELSE IFNOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSETL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';RA<='0';GA<='0';STATE:=YELLOW2;END IF;END IF;WHEN YELLOW2=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0101";A:='1';YA<='1';GA<='0';RA<='0';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="0101";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";GA<='0';RA<='0';YA<='0';A:='0';STATE:=RED;END IF;END IF;END CASE;END IF; TIMEAH<=TH;TIMEAL<=TL;END PROCESS;END BHV;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CONTRALX ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RB,GB,YB,CHU:OUT STD_LOGIC;TIMEAH,TIMEAL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END CONTRALX;ARCHITECTURE BHV OF CONTRALX ISTYPE RGY IS(RED,YELLOW1,GREEN,YELLOW2);BEGIN PROCESS(CLK)VARIABLE A:STD_LOGIC;VARIABLE TH,TL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE STATE:RGY;BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN CASE STATE ISWHEN YELLOW1=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0100";A:='1';YB<='1';GB<='0';RB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=GREEN;END IF;END IF;WHEN GREEN=>IF A='0'THEN TH:="0001";TL:="1001";A:='1';GB<='1';RB<='0';YB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=YELLOW2;END IF;END IF;WHEN RED=>IF A='0'THEN TH:="0101";TL:="0100";A:='1';RB<='1';YB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=YELLOW1;END IF;END IF;WHEN YELLOW2=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0100";A:='1';YB<='1';GB<='0';RB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';CHU<='0';STATE:=RED;END IF;END IF;END CASE;END IF;TIMEAH<=TH;TIMEAL<=TL;END PROCESS;END BHV;五、对源程序进行编译及仿真1、对程序进行编译,结果如下图:2、用waveform对程序进行波形仿真,结果如下图:六、设计思路在听完课程设计指导课前,我们对交通灯的程序设计思路基本上可以称得上是一片茫然,在听完课后虽然有个大致的思路,但还是不知道具体要怎么实施,于是我们开始去图书馆寻找参考书。
交通信号灯课程设计

交通信号灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并描述交通信号灯的基本结构、功能及工作原理。
2. 学生能够掌握交通信号灯的色灯意义及其对应的交通规则。
3. 学生能够了解交通信号灯在交通安全中的作用和重要性。
技能目标:1. 学生能够通过观察、分析,运用所学知识解释实际交通信号灯的工作过程。
2. 学生能够设计简单的交通信号灯控制系统,培养动手操作和问题解决能力。
3. 学生能够运用交通规则,提高交通安全意识和自我保护能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生关注交通安全的意识,树立遵守交通规则的观念。
2. 增强学生的社会责任感,让他们明白自己作为交通参与者的角色和责任。
3. 培养学生合作、探究的学习态度,激发他们对科学技术的兴趣。
课程性质:本课程为小学四年级科学课,结合生活实际,注重实践与理论相结合。
学生特点:四年级学生好奇心强,具备一定的观察能力和动手能力,但对交通安全知识的理解有限。
教学要求:通过生动有趣的方式,引导学生观察、思考、实践,提高交通安全意识和科学素养。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 交通信号灯的基本概念- 信号灯的组成与功能- 交通信号灯的种类及特点2. 交通信号灯的工作原理- 信号灯的控制方式- 信号灯变化规律及原理3. 交通信号灯的色灯意义- 红灯停、绿灯行、黄灯亮的含义- 闯红灯的危害及后果4. 交通规则与信号灯- 交通信号灯与交通规则的关系- 不同场景下的交通信号灯应用5. 交通安全教育- 交通安全意识培养- 遵守交通规则的必要性6. 实践活动- 观察和分析学校周边的交通信号灯- 设计简单的交通信号灯控制系统教学内容安排和进度:第一课时:交通信号灯的基本概念第二课时:交通信号灯的工作原理第三课时:交通信号灯的色灯意义第四课时:交通规则与信号灯第五课时:交通安全教育第六课时:实践活动教材章节:《科学》四年级上册第四章《生活中的科学》第三节《红绿灯的秘密》。
交通信号灯课程设计报告

交通信号灯课程设计报告一、引言交通信号灯是城市交通管理中重要的组成部分,它通过颜色信号指示道路的交通流量,维护交通秩序,确保交通的安全和高效。
本报告旨在探讨交通信号灯的设计原则、信号灯的种类、信号灯控制算法以及未来交通信号灯发展的趋势。
二、交通信号灯的设计原则交通信号灯的设计应遵循以下原则: 1. 可视性:信号灯要能够清晰地展示给司机和行人,避免出现盲点或被遮挡的情况。
2. 易识别性:信号灯的颜色和形状应该简明易懂,让用户可以迅速理解所传达的信息。
3. 一致性:不同的信号灯应该保持一致的设计风格,避免混淆和误解。
4. 合理性:信号灯的时长和配时需要根据道路流量和交通状况进行合理分配,既可以确保交通的畅通,又避免不必要的等待时间。
三、交通信号灯的种类交通信号灯的种类主要包括三色交通灯、直行箭头交通灯、左转箭头交通灯和倒计时交通灯等。
3.1 三色交通灯三色交通灯包括红灯、黄灯和绿灯,分别表示停车、准备起步和通行。
3.2 直行箭头交通灯直行箭头交通灯用于控制直行车辆的通行,可以与三色交通灯配合使用,增加交通效率。
3.3 左转箭头交通灯左转箭头交通灯用于控制左转车辆的通行,可以与三色交通灯或直行箭头交通灯配合使用。
3.4 倒计时交通灯倒计时交通灯通过数字显示剩余时间,告知驾驶员和行人可以通过的时间,增加通行的透明度和可预测性。
四、交通信号灯的控制算法交通信号灯的控制算法主要包括固定时间控制、感应控制和自适应控制。
4.1 固定时间控制固定时间控制是最简单的控制算法,根据交通流量和道路特点预先设定信号灯的配时方案,按照固定的时间间隔改变信号状态。
然而,这种算法无法根据实际交通情况进行调整,容易造成拥堵或资源浪费。
4.2 感应控制感应控制利用传感器监测交通流量和环境状况,并根据实时数据调整信号灯的配时。
这种算法可以根据实际情况进行动态调整,提高通行效率,但对于复杂的交叉口和高峰时段的交通管理仍然存在一定的局限性。
数电课程设计交通信号灯

数电课程设计交通信号灯一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的设计原理;2. 使学生了解交通信号灯的工作原理,并将其与数字电路设计相结合;3. 帮助学生理解交通信号灯时序控制的基本逻辑,并运用所学知识设计简单的时序电路。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会使用数字电路设计软件进行电路设计和仿真;3. 培养学生团队合作精神,学会在团队中有效沟通和协作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 增强学生的交通安全意识,让他们明白科技在生活中的重要作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到知识为社会进步和人类福祉所做的贡献。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生为高中年级学生,具备一定的数字电路基础知识,对实际操作有浓厚兴趣。
教学要求:教师需注重理论与实践相结合,引导学生主动参与课堂,提高课堂互动性,确保学生在实践中掌握知识。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每位学生都能在课程中取得进步。
通过课程目标的实现,为学生后续学习奠定坚实基础。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识回顾:重点复习组合逻辑电路的设计原理,包括逻辑门、逻辑函数及其简化方法等。
教材章节:第一章 数字逻辑基础2. 交通信号灯工作原理介绍:分析交通信号灯的红、黄、绿三灯的控制逻辑,讲解时序控制的基本概念。
教材章节:第二章 时序逻辑电路3. 数字电路设计软件应用:教授学生使用数字电路设计软件(如Multisim、Proteus等)进行电路设计和仿真。
教材章节:第三章 数字电路设计软件及其应用4. 实践操作:指导学生运用所学知识,设计并实现一个简单的交通信号灯控制电路。
教材章节:第四章 实践操作教学进度安排:1. 第一周:回顾数字电路基础知识,介绍交通信号灯工作原理;2. 第二周:讲解数字电路设计软件的使用方法,进行电路设计;3. 第三周:分组进行实践操作,设计并实现交通信号灯控制电路;4. 第四周:验收成果,总结评价。
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课程设计说明书(2012 /2013 学年第 2 学期)课程名称:题目:交通信号灯专业班级:电气一班学生姓名:学号:指导教师:设计周数:两周设计成绩:2013年7 月3 日1、课程设计目的 (3)2、课程设计软件部分 (3)2.1设计内容及要求 (3)2.1.1课程设计内容 (3)2.1.2课程设计要求 (4)2.2系统分析 (4)2.3系统设计 (4)3、课程设计硬件部分 (5)3.1方案设计 (5)3.2单元电路设计 (5)3.2.1秒脉冲发生器 (5)3.2.2计数电路的设计 (6)3.2.3控制电路的设计 (7)3.2.4显示电路的设计 (7)3.2.5数码管显示的设计 (8)3.2.6设计总原理图 (9)3.3系统调试 (10)4、课程设计总结 (10)5、参考文献 (11)1、课程设计目的在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路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;绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
2、课程设计软件部分2.1设计内容及要求2.1.1课程设计内容A满足顺序工作流程:南北绿灯亮、东西红灯亮,占20S,南北黄灯亮、东西红灯亮,占4S,南北红灯亮、东西绿灯亮,占20S,南北红灯亮、东西黄灯亮,占4S。
B他们的工作方式,有些必须是并行进行的。
南北绿,东西红。
南北黄,东西红。
南北红,东西绿。
南北红,东西黄。
C十字路口要有数字显示,作为事件提示,一边人们直接的把握事件。
D可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。
E满足两个方向的工作时序:既东西方向亮红灯事件应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和,南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。
F倒计时的方法,数字显示当前信号的剩余时间,提醒行人和司机。
G信号灯的时间分别可调,以适应不同路口,不同路段交通流量的需求2.1.2课程设计要求A单电源5V供电B南北、东西干道轮流通行由L E D显示,计时又数码管控制C实现功能所用的器件的成本低,数量少为最佳D设计电路要优化设计,其中包括原理图和P C B图设计E P C B板才用单面板,尺寸为10*15C M2.2系统分析交通信号灯分别控制两交叉道路之间车辆行驶的时间,需要具有倒计时的功能,并且当时间读秒结束后需要重新开始倒计时,此时红绿黄灯需要与之对应转换。
当这二者同时开始工作时,交通信号灯才能达到真正的目的。
(1)南北道绿灯亮,东西道红灯亮。
东西道禁止通行,绿灯亮足规定的时间间隔20s时,转到下一个工作状态。
(2)南北道黄灯亮,东西道红灯亮。
东西道禁止通行,黄灯亮足规定的时间间隔4s时,转到下一个工作状态。
(3)南北道红灯亮,东西道黄灯亮。
南北道禁止通行,东西道的黄灯亮足规定时间间隔4s时转到下一个状态。
(4)南北道红灯亮,东西道绿灯亮。
南北道禁止通行,东西道上的车辆允许通过绿灯亮足规定的时间间隔20s时,电路有转到第一种工作状态。
交通灯的以上四种状态是由控制器的移位寄存器74L S164芯片和一些门电路来进行控制的,具体介绍见后续控制器功能说明。
2.3系统设计交通信号灯主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。
秒脉冲发生器提供信号源发送给计时器与控制器,又信号源通过可逆计数器传达到译码器,之后由数码管显示出数字,从而实现倒计时功能。
秒脉冲发生器的另一组信号源通过反相器、位移寄存器、双D触发器、与门连接到达发光二极管,显示出红黄绿三种灯的变换过程。
三种灯的真值表如表1所示表13.系统设计硬件部分3.1系统方案设计如图1所示图13.2单元电路设计3.2.1秒脉冲发生器以555定时器接外接电路形成多谢振荡器,发出频率为1H z 的脉冲信号,用作计数器及D 触发器的c l k 信号。
555定时器引脚图如图2所示,脉冲频率公式:f=1.43/(R1+2R2)C要使f=1H z,可选择R1=55K,R2=47K,C=10μF,形成电路图如图3所示。
图2 图33.2.2计数电路的设计用74l s163为计数器,74l s163为四位的二进制加法计数器。
要产生24秒的清零信号T L及4秒的清零信号T Y,需将输出分别接成24及4的输出,由控制电路产生并选择清零信号S T。
74l s163引脚图如图4所示,计数电路如图5所示。
图4 图53.2.3控制电路的设计用一个双数据选择器74l s153对T L及T Y信号进行选择,输出控制清零信号S T;另一个74l s153与一个双D触发器74l s74相接,形成控制亮灯信号Q1、Q0。
74l s153、74l s74引脚图如图5、6所示。
图6图53.2.4显示电路的设计显示电路由6个发光二极管与一个与2门芯片74L S08构成形成红绿黄灯之间的转换,显示电路如图7所示图73.2.5数码管显示的设计数码管倒计时是由74L S163给出的信号,经过C D4543后在数码管上产生数字,从而达到计数的目的C D4543的引脚图、数码管的电路图如图8、图9所示图8图9 3.2.6设计总原理图3.3系统调试系统调试主要用到烙铁、万用表、工具刀等工具。
A、用砂纸打磨板子,将图纸完全包裹住板子,图纸印到板子上后,检查板子上有没有印错的地方,用工具刀将其割开。
B、检查完印好的板子后开始腐蚀板子,腐蚀板子时摇晃腐蚀液,充分与板子接触进行腐蚀,腐蚀完成后在检查板子看看有没有什么错的地方。
C、腐蚀完成后,继续进行打孔工作,用机器进行手工打孔,对准焊盘中心打孔,注意不要将孔打偏,以免在今后工作中插入芯片时不方便,孔打偏可能造成焊盘损坏,导致无法焊接。
D、打完孔后将之前印在板子上的墨汁用砂纸去污粉清除,清除墨汁时候砂纸打磨不应太过用力,以免砂纸将铜线打磨断。
E、清除完墨汁用用万用表在板子上进行检查,检查相邻两个孔之间是否存在短路,作出记号,用短接线相连。
F、在印有铜线上的一面刷上松香水,均匀刷在板子上,等松香水完全干燥,刷松香水可能会将之前打过的孔堵住,用镊子或者锥子将孔通开。
G、将做好的板子上插上芯片,各种原件,进行焊接,焊接过程要小心,板子焊盘之间间隔小,容易发生连焊,插装芯片原件时候注意正负极性,以及芯片引脚位置H、板子焊完过后,通入5V电源,检验板子是否能正常工作,如果不能进行正常工作,及时检查各原件插装是否正确,芯片是否在焊接时候损害,用万用表检查是否出现短路。
4.课程设计总结或结论本次课程设计主要锻炼了我们自己实际操作的能力,让我们走出了书本上的理论,从实践中进一步的了解到理论内容。
本次课程设计,遇到了几个难点,第一个就是用电脑画原理图,P C B板图。
连线出错、引脚画法出错、对芯片不够了解出错。
最记忆犹新的就是画原理图,对芯片不够了解在画图时候少画了V C C和G N D的引脚,之后同学看过之后和我提出这个问题,自己开始修改不过还好的是这个问题很容易解决,看着自己图片画完之后,沾沾自喜,结果第二个问题出现了,这些器件中没有单独出来的与门,与非门,还有三输入与门的电路原件,所以那些画出来的与门,与非门,三输入与门,全部要换成芯片,换成芯片后自然图又要改,又开始改图的连线,等改完之后,开始进行封装,封装时候又出现了一个问题,也是芯片上的问题,当初画芯片引脚时候是看着什么简单就怎么来,没有按照给出的芯片引脚图来画,所以除了N E555 74L S04 74L S08以外,其他全部要改,又从新改了一遍引脚数据,改完之后连线上自然也就又出现问题,开始对连线修改,最后才化成最终的原理图,前后折腾了4天,周一才把图交上去,这次原理图让我学到了很多东西,也懂得了很多东西,对于元器件的功能,作用,用法,画法都学到了很多新知识。
画图时候一些小的错误,反反复复几次之后才化成最后的原理图,对芯片进行封装,制成P C B版图。
原理图,P C B版图出来之后进行板子制作过程,期间也出现了很多问题,印板子时候有的墨汁溅到其他线路上,用工具刀将其割开,芯片上有一个焊盘与其他连接线接到一起也是割开,刷完松香开始焊板子,一个芯片错位,焊在板子上之后才检查出问题,幸好有老师帮忙才能把芯片从板子上取下来。
拆下来的芯片在焊上去的时候因为焊盘的孔被锡堵住了,插上焊完后有一个引脚没插进去,又将芯片取出重新焊上去。
调试的时候第一次出现短路之后检查出N E555接反了,将N E555取出之后重新焊到板子上在进行检测,不过很顺利,在调试完之后第二次直接就成功了。
这次课程设计让我大致掌握了555谐振电路脉冲产生、十进制计数器、数据选择器、D触发器、编码器、多输入与门、多非门、多与门芯片的原理及具体组合应用。
总结下来,觉得最能学东西的是在找错误的过程中,通过电路接电源后的现象查出其中出错的原因并加以改正,不懂的就跟其他人一起商讨,特别是当自己一手画图、作图、印板、腐蚀、打孔、洗墨、刷松香水、插装芯片,焊好之后电路成功那一刻那种成就感真的很爽,很满足,这是一次很有意义的课程设计!很感谢这一次课程设计,让我从这次课程设计中更深刻的了解到我们这个专业以后的作用,以后能干什么,能用书本上的知识做出什么。
5、参考文献①康华光电子技术基础数字部分;华中科技大学电子技术课程组编5版高等教育出版社,2006.1②康华光电子技术基础模拟部分;华中理工大学电子学教研室编4版高等教育出版社,1999.6③康华光电子技术基础模拟部分;华中科技大学电子技术课程组编5版高等教育出版社,2006.1。