交通信号灯控制器设计报告

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交通信号灯控制器课程设计报告

交通信号灯控制器课程设计报告

交通信号灯控制器课程设计报交通信号灯控制器课程报告一.设计要求1、设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行, 绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

2、主、支干道交替允许通行,主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒,设立45秒、25 秒计时、显示电路。

3、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中,要亮5秒黄灯作为过渡。

提示:选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。

45秒、25秒、5秒定时信号用倒计时,计控制。

根据交通灯的亮的规则,在初始状态下四个方向的都为红灯亮启,进入正常工作状态后,当主干道上绿灯亮时,支干道上红灯亮,持续45S后,主干道和支干道上的黄灯都亮启,持续5S后,主干道上红灯亮启,支干道上绿灯亮启持续25S,之后主干道和支干道上的黄灯都亮启5s, 一个循环完成。

循环往复的执行这个过程。

设计中用两组红黄绿LED模拟两个方向上的交通灯,用4个7段数码管分别显示两个方向上的交通灯剩余时间,控制时钟由试验箱上频率信号1、2、时起始信号由主控电路给出,每当计满所需时间,计数器清零,由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。

二.设计思路本设计针对一条主干道和一条支干道汇合成的十字路口,进行南北和东西直行情况下交通灯提供。

根据状态机的设计规范,本次设计了四个状态之间的循环转化,其真值表及状态转化图如下所示三.程序说明1 •各输入输出变量说明:elk:计数时钟qclk:扫描显示时钟rst:复位信号,当rst为1时,控制器和计数器回到初始状态en:使能信号,当en为1时控制器开始工作,en为0时hold:特殊情况控制信号,hold为1时,主、支干道方向无条件显示为红灯seg:用于数码管的译码输出dig:用于选择显示的数码管(片选)numl:用于主干道方向灯的时间显示num2:用于支干道方向灯的时间显示light 1:控制主干道方向四盏灯的亮灭,其中,lightl[O卜lightl[2]分别控制主干道方向的绿灯、黄灯和红灯Hght2;控制支干道方向四盏灯的亮灭,其中,Hght2[0]-light2[2]分别控制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯2 •输入输出及中间变量设置:module traffic(en,clk9qclk,rst,hold,numl,num2Jightl Jig ht2,seg,dig;input en,clk,qclk,rst9hold;output [5:0]dig;output[7:0] numl9num2;output[6:0]seg;output[2:0]lightl,light2;reg timl,tim2;reg [3:0]disp_dat;reg[6:0]seg;reg[7:0]numl,num2;reg [7:0] red 1 ,red2,green 1 ,green2,y ello wl ,y ello w2 reg[5:0]dig;reg [l:0]count;reg [ 1: OJstate 1 ,state2;reg [2: OJlight 1 Jight2;always @(en)if(!en) begingreenl<=8*b01000101;redl<=8fb00100101; yellow 1 <=8' bOOOOO 101; green2<=8*b00100101; red2<=8f b01000101; yellow2<=8,b00000101; end4 •主干道方向点亮顺序:always @ (posedge elk) //主干道 begin if(rst) beginlightl<=3f b001; numl<=greenl; end else if(hold) begin3 •初始状态设flightl<=3fbl00; numl<=greenl; end else if(en)begin if(!timl) begin case(statel)2fb00:begin numl<=greenl; statel<=2f b01; end2f b01: begin num 1 <=yellowl; statel<=2f bll; end 2'bll:b£gin numl<=redl; statel<=2f bl0; end2' b 10: begin num 1 <=yellow 1;statel<=2f b00; end default:lightl<=3,bl00; endcase endelse 〃主干道倒数计时 begin if(numl>0)if(numl[3:0]==0) begin numl[3:0]<=4,bl001; numl[7:4]<=numl[7:4]-l;lightl<=3,b001; lightlv=3'b010; lightl<=3f bl00;lightl<=3f b0X0;endelse numl[3:0]<=numl[3:0]-l;if(numl==l)timl<=0;endendelsebegin lightl<=3,b010; numl=2T b00; timl<=0; endend5 •支干道方向点亮顺序:always @ (posedge elk) //支干道beginif(rst)beginlight2v=3'bl00;num2<=red2;endelse if(hold)beginlight2v=3'bl00; num2<=red2; endelse if(en)beginif(!tim2)begintim2<=l;case(statel)2!b00:begin num2<=red2; state2<=2 f b01; end 2f b01: beginnum2<=yellow2; state2<=2f bll; end 2f bll: begin num2<=green2;state2<=2 *blO; end2' b 10: begin num2<=yellow2; state2<=2' bOO; end light2<=3f bl00; light2<=3,b010; light2<=3f b001; light2<=3f b010;default:light2<=3,bl00;endcaseendelse 〃支干道倒数计时beginif(num2>0)if(num2 [3:0]==0)beginnum2[3:0]<=4,bl001;num2 [7:4] <=num2 [7:4]-l; end else num2[3:0]<=num2[3:0] -1; if(num2==l)tim2<=0;end endelsebeginlight2<=3f b010; state2v=2'b00; tim2<=0;endend6 •数码管译码及显示:always @(posedge qclk) 〃定义上升沿触发进程begincount <= count +l T bl;end always @ (count) begincase(count)〃选择扫描显示数据2'dO : disp_dat <= numl[3:0]; 〃第一个数码管2'dl : disp_dat <= numl[7:4]; 〃第二个数码管2'd2 : disp_dat <= num2[3:0]; 〃第三个数码管2'd3 : disp_dat <= num2[7:4]; 〃第四default: disp_dat <= 0; endcaseendalways @ (count) begin case(count)数码管显示位2f d0 : dig<= 6P011111;//选择第一个数码 管显示 2f dl : dig<= 6P101111;//选择第二个数码 管显示 2P2 : dig <= 6P110111;//选择第三个数码 管显示2P3 : dig<= 6P111011;//选择第四个数码管显示default: dig<= 6^111111;endcase endalw 町s @ (disp_dat) begincase (disp_dat)〃七段译码个数码管〃选择4f b0000 : seg<= 7^0111111;〃显示” (T4'b0001 : seg <= 7^0000110; //显示T”4'b0010 : seg<= 7^1011011;〃显示”2”4f b0011 : seg<= 7^1001111;〃显示'3'4'b0100 : seg <=7^1100110; 〃显示”4”4^0101 : seg<= 7^1101101;〃显示”5”4^0110 : seg<= 7^1111101;〃显示”6”4'b0111 : seg<= 7^0000111;〃显示”7”4'bl000 : seg <= 7^1111111;4'bl001 seg <=g 曲*CW ulaion Kg LeC«l Hoti<Sxwiai Jlc XU*Sirrdat^rSatlioxiO Situldli (Brer w 釘| ◎ Ccrrc45boftRew!•... | 色 Ek.w* >•・ V«vef«r»sS>«ol*l i ・e ・od« TiaincI E *:.w7^1101111; // 显示”9”default:7P0111111;//不显示endcaseend endmodule三.仿真波形图IT - D;/t fic2/traffic - traffic 一 (Siaiolat ion Report - Sivulst ion曹 Z>Lo RdiQ vier "ojce, £s5i«rr-an« I«ol5 J>r 如生”seg<=1041kYiooiLin 1】10】1】 1】IO 】LomulOllll J10H1COO(01ICC010D 」I1UI0JumocjijuuvwuuuumifinwiRnjuinmfuuuiiifinnwuuuinjinmnjuu ififimuuuuuinnnjvuuuiJiG BOil Mil=3to 订“co 贩no»3 nca2 QClk r»t rst]38 <j>?TMoslcs Trr^Bar271邛 StatIcteivd 1205 m272MQ licl.il Q ltxhiz9:fl四.实物图。

交通灯控制电路的设计(实验报告)

交通灯控制电路的设计(实验报告)

交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯,设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行,且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯,并且由绿灯变为红灯时,黄灯先亮5s,黄灯亮时每秒钟闪亮一次。

2、要求画出电路的组成框图,用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真,并打印出仿真波形图。

对设计的电路进行组装与调试,最后给出完整的电路图,并写出设计性实验报告。

二、设计原理和系统框图(一)设计原理1、分析系统的逻辑功能,画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。

它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。

秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和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。

图1 交通灯控制电路设计框图图中:Tl:表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s,即车辆正常通行的时间间隔。

定时时间到,Tl=1,否则,Tl=0.Ty:表示黄灯亮的时间间隔为5s。

定时时间到,Ty=1,否则,Ty=0。

St:表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。

它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时,另一方面控制着交通信号灯状态转换。

2、画出交通信号灯控制器ASM图(1)甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。

表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。

绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。

(2)乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。

表示甲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乙车道禁止通行。

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)甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。

表示甲车道禁止通行乙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。

交通灯控制系统设计报告

交通灯控制系统设计报告

交通信号灯控制系统设计一、设计目的1、学习LED数码管的原理及编程方法。

2、学习键盘的原理及编程方法。

3、掌握51单片机定时器与中断的使用。

4、掌握交通信号灯控制系统的原理和实现方法。

二、设计内容设计一个交通信号灯控制系统,要求:初始状态为两个方向的红灯全亮,时间6秒。

主干道绿灯亮,支干道红灯亮,主干道通车,时间为20秒。

主干道黄灯闪烁,支干道红灯亮,时间为6秒。

主干道红灯亮,支干道绿灯亮,支干道通车,时间为15秒。

主干道红灯亮,支干道黄灯闪烁,时间为6秒。

循环显示。

三、基本原理在车辆通行繁忙的十字交叉路口设置的交通灯控制系统,其特点是:道路较窄而车流量较大,主干道,支干道的车辆通行时间不等,,同时设有道路应急控制。

具体的情况是:在正常的情况下,东西支干道通行时间为20秒,南北主干道通行时间为15秒,每个方向在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮6秒钟,才能变换运行车道。

并且能够在人工监控状态下,如果一道有车而另一道无车,交通灯控制系统能立即让有车道放行。

而且有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行。

国内的交通灯一般设在十字路门,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。

加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。

对于一般情况下的安全行车,车辆分流尚能发挥作用,但根据实际行车过程中出现的情况,还存在以下缺点:1.两车道的车辆轮流放行时间相同且固定,在十字路口,经常一个车道为主干道,车辆较多,放行时间应该长些;另一车道为副干道,车辆较少,放行时间应该短些。

2.没有考虑紧急车通过时,两车道应采取的措施,臂如,消防车执行紧急任务通过时,两车道的车都应停止,让紧急车通过。

基于传统交通灯控制系统设计过于死板,红绿灯交替是间过于程式化的缺点,智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义,它能根据道路交通拥护,交叉路口经常出现拥堵的情况。

利用单片机控制技术.提出了软件和硬件设计方案,能够实现道路的最大通行效率。

1.芯片的选择与简单介绍主控芯片采用AT89C52单片机。

交通信号灯控制器实验报告

交通信号灯控制器实验报告

交通信号灯控制器实验报告交通信号灯控制器⼀、设计任务及要求 (2)⼆、总体⽅案设计以及系统原理框图 (2)2.1、设计思路 (2)2.2、各模块相应的功能 (2)2.3、系统原理图 (3)三、单元电路设计 (3)3.1、车辆检测电路 (3)3.2、主控电路 (4)3.3、灯控电路 (5)3.4、计时控制电路 (6)3.5、计时显⽰电路 (6)3.6、反馈控制电路 (7)3.7、置数电路 (7)3.8、时基电路 (7)四、⼯作原理 (8)五、电路的软件仿真及结果分析 (8)5.1、时基电路(555接成的多谐振荡器)的电路图以及波形的显⽰ (8)5.2、结果分析 (10)六、电路的组装调试 (10)6.1、使⽤的主要仪器和仪表 (10)6.2、调试电路的⽅法和技巧 (10)6.3、调试中出现的问题、原因和排除⽅法 (11)七、收获、存在的问题和进⼀步的改进意见 (11)7.1、存在的问题和进⼀步的改进意见 (11)7.2、收获以及⼼得体会 (12)附录⼀:电路所⽤元器件 (14)附录⼆:电路全图 (15)附录三:实际电路图 (16)⼀、设计任务及要求在⼀个主⼲道和⽀⼲道汇交叉的⼗字路⼝,为了确保车辆⾏车安全,迅速通⾏,设计⼀个交通信号灯控制电路,要求如下:1、⽤两组红、绿、黄发光⼆极管作信号灯,分别指⽰主道和⽀道的通⾏状态。

2、通⾏状态⾃动交替转换,主道每次通⾏30秒,⽀道每次通⾏20秒,通⾏交替间隔时为5秒。

3、通⾏状态转换依照“主道优先”的原则,即:当主道通⾏30秒后,若⽀道⽆车则继续通⾏;当⽀道通⾏20秒后,只有当⽀道有车且主道⽆车时才允许继续通⾏。

(⽤按键模拟路⼝是否有车)4、设计计时显⽰电路,计时⽅式尽量采⽤倒计时。

⼆、总体⽅案设计以及系统原理框图2.1、设计思路本次设计采⽤模块划分的⽅法,每个模块完成⼀项功能,最后将各个模块连接起来,设计完成后,⽤Multisim进⾏仿真,仿真成功后,再去实验室焊接调试。

课程设计报告——交通信号灯控制器

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实验报告

交通信号灯控制系统设计实验报告

交通信号灯控制系统设计实验报告设计目的:本设计旨在创建一个交通信号灯控制系统,该系统可以掌控红、绿、黄三种交通信号灯的工作,使其形成一种规律的交替、循环、节奏,使车辆和行人得以安全通行。

设计原理:在实际的交通灯系统中,通过交通灯控制器控制交通灯的工作。

一般采用计时器或微电脑控制器来完成,其中微电脑控制器可以方便地集成多种控制模式,并且灵活易于升级。

在本设计中,我们采用了基于Atmega16微控制器的交通信号灯控制系统。

该系统通过定时器中断、串口通信等技术来实现。

由于控制的是三个信号灯的交替,流程如下:绿灯亮:红灯和黄灯熄灭绿灯由亮到灭的时间为10秒黄灯亮:红灯和绿灯熄灭黄灯由亮到灭的时间为3秒红灯亮:绿灯和黄灯熄灭红灯由亮到灭的时间为7秒重复以上过程硬件设计:整个系统硬件设计包含ATmega16控制器、射频芯片、电源模块和4个灯组件。

ATmega16控制器采用DIP封装,作为主要的控制模块。

由于需要串口通信和遥控器控制,因此添加了RF24L01射频芯片。

该射频芯片可以很方便地实现无线通信和小型无线网络。

4个灯组件采用红、绿、黄三色LED灯与对应300Ω电阻并连。

电源模块采用5V稳压电源芯片和电容滤波,确保整个系统稳定可靠。

软件设计:通过ATmega16控制器来实现交通信号灯控制系统的功能。

控制器开始执行时进行初始化,然后进入主循环。

在主循环中,首先进行红灯亮的操作,接着在计时时间到达后执行黄灯亮的过程,然后执行绿灯亮的过程,再到计时时间到的时候执行红灯亮的过程。

每个灯持续时间的计时采用了定时器的方式实现,在亮灯过程中,每秒钟进行一次计数,到达相应的计数值后,切换到下一步灯的操作。

在RF24L01射频芯片的支持下,可以使用无线遥控器来对交通信号灯的控制进行远程控制。

在系统初始化完成后,通过串口通信对RF24L01进行初始化,然后进入控制循环。

在这个控制循环中,接收到遥控器的指令后,进行相应的控制操作,如开、关灯等。

交通信号灯自动控制系统设计报告doc

交通信号灯自动控制系统设计报告doc

目录一.设计任务与要求二.方案设计论证与可行性分析三.单元电路设计四.参数计算五.安装与调试六.性能测试与分析心得七.参考文献八.元件清单附录1、程序设计与分析2、操作说明一、设计任务与要求1.任务十字路口交通信号指示系统示意图设计并制作一个如上图所示的十字路口交通信号自动控制模拟指示系统。

设该路口由A、B两条通行干道相交而成,四个路口各设一组红、黄、绿三色信号灯,用两位数码管作倒计时显示。

十字路口交通信号模拟指示系统的工作流程如下图所示。

十字路口交通信号模拟指示系统工作流程图2.设计要求1.系统基本功能要求(1)以秒为计时单位,两位数码管以十进制递减计数形式作定时显示,在递减计数回零瞬间完成换灯操作。

(2)通过键盘红、黄、绿三色信号灯所亮时间在0~99秒内任意设定。

(3)十字路口的通行起始状态可人工设定,运行中可通过人工干预使十字路口通行状况固定于任何一种工作模式。

2.发挥部分(1)具有时间控制功能,交通信号灯工作时间:05:00~23:00;其余时间两个干道上的黄色信号灯闪烁显示;(2)绿色信号灯倒计时最后3秒和黄色信号灯显示时闪烁显示。

(闪烁频率:1Hz);(3)其它功能。

二、方案设计论证与可行性分析2.1硬件设计(1)单片机预选用51系列,但没买到,选用了AT89S52单片机,其内部带有8KB的程序存储器ROM,设计时无需外接程序存储器,为设计和调试带来极大的方便。

(2) 键盘系统:设置3个程序按键:设置键、增加键、减少键,另需配置一个非程序按键:系统复位键。

(3)电源供电系统:本系统采用220V电源供电,应设计相应的稳压电源电路。

但设计竞赛受时间和经费限制,也可采用现成的5V直流稳压电源供电,这样可以节约设计时间、简化设计过程。

(4)两个干道的红绿灯用发光二极管(红、黄、绿)显示(5)两个干道时间显示采用二位共阴数码管软件设计:(1)系统资源分配:为了便于程序的设计、阅读及修改,需要先对系统的存储器资源进行分配和说明。

交通信号灯设计 工程设计报告

交通信号灯设计 工程设计报告

工程设计报告项目名称:交通信号控制器2012.2.27一、功能和性能要求(1)设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

(2)主干道处于常允许通行的状态,支干道有车来时才允许通行。

主干道亮绿灯时,支干道亮红灯;支干道亮绿灯时,主干道亮红灯。

(3)主、支干道均有车时,两者交替允许通行,主干道每次放行40秒,支干道每次放行40秒,左转允许20秒。

(4)在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中,要亮5秒黄灯作为过渡,使行驶中的车辆有时间停到禁行线外,设立5秒计时、显示电路。

(5)设置紧急情况处置方案。

二、总体设计方案,方案比较,比较结论。

(一),方案比较与论证方案一:应用CPLD器件。

采用CPLD器件设计起来结构清晰,各个模块从硬件上设计起来相对简单,控制与显示模块间的连接也会比较方便,但是考虑到成本,EDA在功能扩展上比较受限制,而且EDA占用的资源也相对多一些,从成本上来讲,用CPLD器件来设计没有什么优势。

方案二:应用单片机。

单片机有丰富的中断源,方便本实验的设计,它的准确度相当高,并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些调用。

I/O 口功能也比较强大,方便使用,方便对设计进行扩展,使设计更加完善,成本也相对低一些,虽然在控制与显示的结合上有些复杂,但和前者相比用单片机设计还是比较可行的。

(二)、具体设计思路作为一个交叉路口交通信号灯控制器,其东西、南北两个方向除了设置红、黄、绿、左拐4盏信号灯指示是否允许通行外,还设有时钟,以倒计时方式显示每条路允许通行或禁止通行的时间。

东西、南北两个方向各种信号灯的亮、灭时间能非常方便地进行设置和修改,使控制器既可用于两方向通行时间相同的普通交叉路口,也可通过参数的设置或修改用于通行时间不同的主辅路口。

正常运行时,交通等亮灯的状态转换如表所示。

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课程论文
(2012小学期)
论文题目:交通信号灯控制器设计报告课程名称:电子技术课程设计
任课教师:冯磊
班级:电子102
学号:1008140105
姓名:高华宇
交通信号灯控制器设计报告
第一章任务要求
(1)设计内容:在主道,支道的路口,设计交通信号等控制器;
(2)基本要求:主道通行30秒,支道通行20秒,通行间隔5秒,主道优先为原则;显示通行时间;
(3)附加要求:紧急情况处理:制动检测路口是否有等候车辆;
(4 ) 设计时显示电路,计时方式尽量采用倒计时;
第二章原理框图
各模块间关系如下图所示:
第三章电路设计
3.1 方案原则
◆满足题目的技术指导和设计要求
◆简单明了,思路清晰
◆设计新颖
◆成本低,体积小,器件少
3.2 方案设计
总体思路如下图所示:
第四章体统实现
4.1 车辆检测电路
由两个单刀双掷开关代替车辆检测电路4.2 主控电路
(1)状态选择
电路中灯的四种状态如下:
状态(Q1Q2)主干道支干道
00 绿红
01 黄红
10 红绿
11 红黄(2)状态转换图
(3)芯片选择
使用双JK触发器CD4027
JK触发器特性方程:Q*=JO’+K’Q
且J1=Q2 K1=Q2 得J2=X2Q’2+(X1+X’2)Q2 K2=1
4.3 灯控电路
(1)真值表
(2)逻辑表达式
G=Q1’Q2’Y=Q1’Q2 R=Q1
g=Q1Q’2 y=Q1Q2 r=Q’1
4.4 置数电路
(1)原理
四种主状态与置入计数器的数呈一一对应关系。

结合反馈控制部分,我们发现,由于芯片的延时效应,当主控时钟上升沿到来,主状态发生变化时,置数信号已经消失。

所以要用前一时刻的主状态给后一时刻置数。

(2)逻辑表达式
2D=2C=1D=1B=0 2B=Qz
2A=Q1Q2 1C=2A=Q’zJz
4.5 时基电路
(1)原理
该部分由555定时器接成的多谐震荡器提供时钟信号CLK
周期公式:T=(R·+2R2)C1In2
选C1=100uF R1=1k
根据周期公式
可取R2=6.8k
(2)电路图如图所示:
4.6 计数电路
(1)计数控制电路
为了便于控制,在电路中选用两片CD40192(十进制加减计数器)作为计数控制芯片
在技术控制时采用倒计时,时钟信号从CPD端输入。

同时采用两芯片异步计数,将低位的借位信号作为高位的时钟信号。

由于在一轮的技术完成后需要对芯片进行置数,故将高位的借位信号(低电平)接至两芯片的异步置数端PL。

(2)计数显示电路
使用七段数码管和CD4511译码器作为驱动芯片,可以用来实现计数显示。

在电路中,数码管选用共阴极连接方式。

考虑到数码管的电压电流限制,为了防止数码管被烧毁,需要在各个管脚串联电阻R进行控制,R选用510欧。

第五章仿真动态分析
当主道支道均有车,电路处于正常工作状态,数码管分别显示30S,5S,20S,5S循环,信号灯分别按照既定的状态显示;
当主道有车,支道无车,电路处于主道优先状态,数码管不管之前显示何种状态,最终显示为00状态,信号灯最终也随之停止在主绿支红的状态;
当主道无车,支道有车,电路处于支道优先状态,数码管之前显示何种状态,经过切换,最终显示00状态,信号灯最终也随之停止在主红支绿的状态;
当主道支道均无车,电路处于主道优先状态,数码管不管之前显示何种状态,经过切换,最终显示为00状态,信号灯也随之最终停止在主绿支红的状态。

第六章组装调试过程及心得
在整个组装调试过程中,我只能用困难重重来表达我的感受。

实验初期,我报着极大的热情去焊接电路板,仅用了两天的时间就连完了电路,并且全部焊接完。

可能是开始进行的太顺利了,在调试的过程中遇到了很多的问题,我不断的调试,同时也帮着同学调试,虽然我到最后一天才让电路正确运行,但在整个调试的过程中,我学到了很多,也对书本上的知识有了更深的理解,在帮助同学的过程中,我见识了各种各样的错误,比如,虚焊,断焊,由于疏忽连接了本不该连接的节点,电路图连接不正确,电路逻辑
有问题,电阻太小导致灯泡获得的电压低而不亮,同时也更加熟练的运用万用表。

总的来说,我在调试电路的过程中对焊接电路及其运行原理有了更深的理解。

在调试电路的过程中也磨练了我的心智,我有过好几次下定决心要放弃,最后还是坚持下来,检查出了错误。

就因为一个40192芯片有问题,我花了4天的时间把整个电路检查了2边,又测了每个地方的电平,分析逻辑,最后才找出问题。

在查找错误的过程中,我深深的感受到了科学的严谨,在以后从事科学研究时,我们应该持有严谨的态度,因为一个小小的问题就可以让我们的工作前功尽弃!
电子电路全图。

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