十字路口自动红绿灯指挥系统
十字路口红绿灯控制系统讲解

课 程 设 计2015 年 7 月 30 日设计题目学 号 专业班级 学生姓名指导教师十字路口自动红绿灯指挥系统目录一、主要指标及要求 (1)二、方案选择 (1)三、工作原理分析 (1)四、单元模块设计及分析 (2)4.1时钟信号脉冲发生器设计 (2)4.2定时器设计 (4)4.3 延时电路设计 (5)4.4状态转换电路设计 (6)4.5置数组合逻辑设计 (7)五、总电路图 (9)六、设计心得 (9)七、参考文献 (10)十字路口自动红绿灯指挥系统班级:指导老师:学生:学号:一、主要指标及要求1.自动完成绿-黄-红-绿-……工作循环;2.每种信号灯亮的时间不等,如:绿灯亮20秒-黄灯亮5秒-红灯亮15秒,如此循环;3.用倒计时的方法,数字显示当前信号的剩余时间,提醒行人和司机;4.(*) 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。
二、方案选择三、工作原理分析本电路分为五个模块,即时钟信号脉冲发生器、定时器、延时电路、状态转换电路、置数组合逻辑电路。
其中由555定时器组成的时钟信号脉冲发生器为由两片74LS192计数器组成的定时器电路提供1Hz的脉冲信号,使计时器能够正常计数。
由三片双四选一数据选择器组成的置数组合逻辑电路分别为计数器置19s、4s、14s和0s等不同的数。
当计数归零时,计数器的溢出信号使双D触发器的状态发生跳转,同时控制着绿黄红灯的亮灭,使得绿黄红灯亮时,定时器分别置19s、4s、14s。
延时电路起到延时作用,当计数器计数归零时,溢出信号通过延时电路先使触发器状态发生翻转,再加载LD信号,使计数器置一个新数。
四、单元模块设计及分析4.1时钟信号脉冲发生器时钟信号脉冲发生器选用555定时器主要用来产生秒脉冲信号。
脉冲信号的频率可调,所以可以采用555组成多谐振荡器,其输出脉冲作为下一级的时钟信号。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
555定时器的电源电压范围宽,可在5~16V工作,最大负载电流可达200mA。
第20讲 十字路口交通灯自动控制器

第19讲
经延时1.1( 当C5经延时 (R10+RP3)C5约30~60s后,其正端电压升高 经延时 约 后 复位, 关断, 至2/3 Vcc时,IC5复位,IC5第③脚输出低电子,VS3关断, 时 复位 第 脚输出低电子, 关断 全灭。 因无偏压而截止, 灯H9~H12全灭。同时,V4因无偏压而截止,VD11反向不 全灭 同时, 因无偏压而截止 反向不 导通, 开始充电 开始充电, 导通,C6开始充电,IC6第④脚获得高电位 第 脚获得高电位(≥0.7V),其第③ ,其第③ 脚输出变为高电平, 通电产生脉冲方波, 脚输出变为高电平,使IC4通电产生脉冲方波,VS4断续导 通电产生脉冲方波 断续导 控制黄灯H5-H8闪光,表示东西路口人车预停行,南北 闪光, 通,控制黄灯 闪光 表示东西路口人车预停行, 路口预通行。与此同时, 通过VD12获得偏流而继续 路口预通行。与此同时,因VT1通过 通过 获得偏流而继续 导通, 仍关断, 仍不亮; 导通,故VS1仍关断,灯H1-H4仍不亮; 仍关断 仍不亮
第19讲
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第19讲 3)元器件选择 元器件选择 R1、R5、R9、R13~R15:10K;R2、R10:820K;R3、 、 、 、 : ; 、 : ; 、 R7、R11:680;R4、R6、R8、R12:100K;RP1、RP3: 、 : ; 、 、 、 : ; 、 : 1M;RP2、RP4:360K;C1:220F;C2:100F;C3、 ; 、 : ; : ; : ; 、 C5:33F;C4、C6:10F;VD1、VD2:IN4001; : ; 、 : ; 、 : ; VD3~VDl2:IN4148;VT1~VT4:9011;VS1~VS3: : ; : ; : BT137;IC1:78M12;IC2、IC3、IC5、IC6:NE555; ; : ; 、 、 、 : ; IC4:HY-F512。 : 。
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布,交通灯是城市交通的重要指挥系统。
交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段,对减少交通事故有明显效果。
可编程控制器PLC作为工业用的计算机,在工业自动化中的地位极为重要。
其具有小型化、价格低、可靠性高等特点,在各个行业也得到了广泛应用。
本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统,构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。
实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。
1、设计系统简介系统上电后,交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。
启动按钮按下,交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作,按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。
南北绿灯亮25s闪3s,黄灯亮2s后南北红灯亮30s。
东西方向与南北方向相同。
正常运行时,南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。
图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2.1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。
FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列,具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。
这里选用的是FX2N-80MR-D基本单元,带40点输入/40点继电器输出,选用额定电压12V、额定电流25mA(每段)高亮的共阴极两位25.4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。
选用直径200mm的圆形LED点阵,左边红、绿、黄灯额定电压DC12V,额定电流4.2A,额定功率50W,直接采用DC12V/4.2A电源供电。
各控制信号说明如表1所示。
SB2按下时,接点断开,停止工作。
按下SB3时,七段数码管显示“00”。
红绿灯自动控制系统

红绿灯自动控制系统系统描述:红绿灯控制系统是现代化停车场管理系统重要辅助系统之一,主要用于协调单车道双向车流的顺利通行,适用于地下车库单通道出入口红绿灯控制。
系统由红绿灯控制器、车辆检测器、红绿灯以及电源控制箱组成。
本系统能准确识别进出车辆及车流方向,自动控制协调出入口的红绿灯信号,能实现多车跟进计数处理、双向来车自动提醒或报警处理、识别通道内是否有车自动复位或手动控制复位。
设备工作图:一、方案概述:本系统适用于单车道双向通行控制方式,通道两端装有红绿灯,提醒司机通道内有车,不允许进入,从而达到车辆在通道内一个方向行驶的目的。
系统由红绿灯、车辆检测器、光电传感器、系统主控机等组成。
根据现场情况,在地库入口处,安装一个红绿指示灯以及双向车辆检测器。
车辆检测器装在红绿灯护罩里面,既不影响美观,又能保护设备不受损(详情可参照设计图纸)。
根据地感检测器传给控制系统判断车辆的进出情况,当有车辆在经过通道进入地库的时候,入口红绿指示灯的绿灯亮;当地库有车出地库时,入口红绿指示灯的红灯亮。
控制中心置于地库监控室,方便管理人员操作,又能确保设备不被外人损坏。
当有人员非法操作导致系统工作不正常时,可以由管理人员复位,系统能够快速恢复正常。
地库出口设备跟入口一样,工作流程跟入口一致。
设备安装都严格按照交通法规进行,把红绿提示灯装在出入口的右边。
根据最后确定的道路的现状,安装在方便进出口车辆看到的位置,在出入口安装标识牌,提醒进出车辆注意遵守交通规则。
(具体安装可见安装图纸,注:由于现场地面施工未完成,最终安装可能与图纸有差异)控制中心放置在加锁电气箱中,既防止人为损坏,又能防止管理人员触电。
二、系统原理:其中红绿灯控制系统方式说明如下:1、当汽车先从西口进入时,首先压在A地感上,然后才压到地感B,其工作顺序是A先B后。
CPU通过车辆检测器1传来的信号判断车是从西口进入的,其(CPU)分别发送信号到指示灯1和指示灯2 ,此时指示灯1亮绿灯、指示灯2亮红灯,只要车在通道内,指示灯2一直处于红灯状态;汽车在出口处首先压在D地感上,然后才压到地感C,其工作顺序是D先C后,CPU通过车辆检测器2传来的信号判断从西口进入的车已经到达东出口处,其(CPU)发送信号到指示灯2改亮绿灯 ,此时指示灯状态是:1、2同时亮绿灯;2、汽车从东口进入时,系统工作原理与从西口进入时一样;3、本系统具有记数功能:当车从某口进入N辆车,在出口处必须出去N辆车系统才改变红绿灯状态;4、当出入口两端的红灯时间超过5分钟(可设定)后,系统自动将两端恢复为绿灯通行状态;5、非常态时车辆不按红绿灯指示行进,造成红绿灯指示紊乱,系统1分钟内自动恢复正常;6、可增设人工按钮将两端红灯恢复为绿灯通行状态。
十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计报告

课程设计名称:十字路口自动红绿灯指挥系统专业班级:电子科学与技术13-2班组长:组员:指导教师:开课时间:2014~2014 学年三学期十字路口自动红绿灯指挥系统班级:电子科学与技术13-2班指导老师: 学生:学号:一.设计题目十字路口自动红绿灯指挥系统二.主要指标及要求1.自动完成绿-黄-红-绿-……工作循环;2.每种信号灯亮的时间不等,如:绿灯亮20秒-黄灯亮5秒-红灯亮15秒,如此循环;3.用倒计时的方法,数字显示当前信号的剩余时间,提醒行人和司机;4.(*) 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。
选题的意义:交通信号灯是我们日常生活中常见的,也是交通系统只不可或缺的一部分,选择这个课题有助于我们对交通指挥系统的了解,更有助于我们将理论运用于实际中,对于我们以后进行其余的课题研究有很好的积极作用。
三、方案选择四、工作原理分析绿红黄灯工作分三个阶段,即控制器有三个状态T0、T1、T2。
在状态T0停留20秒,此间绿灯亮,然后转至状态T1。
在状态T1停留5秒,此间黄灯亮。
5秒后转至T2,在状态T2下,红灯亮15秒,15秒后返回状态T0。
红绿灯控制系统由控制器、定时器、时钟信号脉冲发生器、译码器以及延时电路组成。
控制器有3个输入信号:TS=19,TM=4,TL=14;3个状态信号:T0、T1和T2,编码分别为00、01、10,由Q1Q0表示。
一个输出信号W:表示状态转换。
三个状态信号分别控制绿红黄三种颜色的灯。
W是计数器的回零信号。
五、单元模块设计及分析5.1控制器设计列出状态转换表如表1所示,由状态转换换表可推出状态方程和状态转换信号如下:Q1n+1=Q1n Q0n T M+Q1 n Q0n T LQ0n+1=Q1n Q0n Ts+Q1n Q0n T MW=Q1n Q0n T S+Q1n Q0n TM+Q1n Q0n T L利用中规模集成电路实现控制器。
控制器有三个状态,选择两个D触发器F1和F0组成控制时序电路的时序逻辑部分,其驱动方程就是控制器的状态方程,选择2个四选一数据选择器(74LS153)M2、M1组成控制器时序电路的组合逻辑部分。
十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计

十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计一、设计目的本课程设计旨在设计一套能够自动控制十字路口红绿灯的交通指挥系统,保证交通流畅,提高交通效率和安全等级。
二、设计步骤(一)了解十字路口交通状况,进行规划设计通过对现有十字路口交通状况的了解,确定系统设计的基本功能、技术方向、架构框架和规范标准。
确定系统需要考虑交通总量、车辆流量、行人流量等要素,设计红绿灯信号控制策略。
(二)系统设计根据已经得出的数据,设计计算机程序,通过图片采集、车牌及车辆识别等技术手段,实现红绿灯控制。
具体实现包括采用目标检测算法,实时计算出十字路口各个方向上的红绿灯控制时长和延迟等信息。
(三)系统测试在实际十字路口环境下,测试和调试已经设计完成的程序,对程序稳定性、准确性、安全性等进行全面测评。
(四)系统优化在测试结果的基础上,修改和优化程序代码,保证系统稳定性和效率,对程序进行实时监测和更新。
(五)完善文件资料对课程设计的全部内容进行汇总,撰写相应的设计文档,包括设计理念、系统设置、程序代码等。
三、实施方案(一)系统硬件1、计算机:采用高性能的计算机作为数据处理器,用于信号的计算、显示和处理。
2、摄像头:用于车辆的识别,通过拍摄车辆的照片进行图像分析和处理。
3、控制器:用于控制红绿灯的开启和关闭,实现红绿灯的切换。
4、智能卡:用于存储交通数据和业务数据,以及对系统运行的监视和控制。
(二)系统软件1、操作系统:采用稳定成熟的操作系统,支持程序的快速启动和运行。
2、编程语言:采用高级编程语言,如C、C++、Python等,编写程序代码。
3、数据库:采集数据并保存,用于红绿灯控制。
4、web应用服务器:提供网页交互功能等。
(三)系统操作流程在实际运行中,系统可以采用以下流程:1、图像采集:运用摄像头对十字路口中的行人、车辆等进行采集。
2、数据处理:实时采集并处理图像数据,进行人和车辆的动态识别。
3、交通规划:系统根据红绿灯控制策略,动态优化红绿灯的控制策略。
十字路口的交通指挥信号灯控制系统设计与调试plc

项目3 交通信号灯控制系统设计与调试
十字路口的交通指挥信号灯布置如下图:
一、交通信号灯的控制要求
(1)信号灯受启动开关控制。
当启动开关接通时,信号灯系统开始工作,先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯都熄
灭。
(2)南北绿灯和东西绿灯不能同时亮;如果同时亮应关闭信号灯系统,并立刻报警。
(3)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,东西绿灯闪亮,闪亮3s后熄灭,此时,东西黄
灯亮,并维持2s。
到2s时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮。
同时,
南北红灯熄灭,南北绿灯亮。
(4)东西红灯亮维持30s。
南北绿灯亮维持25s,然后闪亮3s后熄灭。
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。
(5)以上南北、东西信号灯周而复始地交替工作状态,指挥着十字路口的交通,其时序如下图所示。
交通信号灯时序图
十字路口交通灯控制流程图
二、交通信号灯的PLC硬件接线图
输入地址输入元件作用输入元件符号I0.0交通信号灯控制开关SQ
输出地址输出元件作用输出元件符号Q1.0 南北绿灯EL1
Q1.1 南北黄灯EL2
Q0.2 南北红灯EL3
Q0.3 报警器HA
Q0.4 东西绿灯EL4
Q0.5 东西黄灯EL5
Q0.6 东西红灯EL6
四、交通信号灯梯形图程序
五、交通信号灯的语句表。
十字路口交通灯控制系统课件

THANKS
THE FIRST LESSON OF件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
• 交通灯控制系统的原理 • 交通灯控制系统的实现
01
交通灯控制系统简 介
交通灯控制系统的定义和作用
定义
交通灯控制系统是用于管理十字 路口或交叉口交通流量的系统, 通过红、绿、黄三种颜色的信号 灯来控制车辆和行人的通行权。
开发友好的软件界面,方便操作 员监控和控制交通灯系统。
系统集成
将软件与硬件设备集成,实现系 统的自动化控制。
交通灯控制系统的网络实现
网络架构
设计系统的网络架构,确保数据传输的稳定性和 安全性。
数据传输
通过无线网络或有线网络实现数据传输,包括传 感器检测到的流量数据和控制指令等。
数据存储与分析
将数据存储在数据库中,并进行分析,以优化交 通灯的控制策略。
交通灯控制系统的基本组成
01
02
03
04
信号灯
包括红、绿、黄三种颜色的信 号灯,用于指示车辆和行人的
通行权。
控制器
传感器
根据预设的配时方案或实时交 通流量数据,自动控制信号灯
的切换时间。
检测交叉口的车流量、车速等 数据,为控制器提供决策依据。
监控中心
对多个交叉口的交通灯控制系 统进行集中管理和监控,确保
5G通信技术
借助5G通信技术,实现交通信息的快速传输和共享,提高交通 系统的实时性。
交通灯控制系统的未来发展方向
个性化
根据不同区域、时段的交通需求,实现交通信号灯的个性化控制, 提高交通效率。
绿色环保
注重节能减排,通过优化交通灯控制系统,减少车辆拥堵和尾气排 放。
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电子电路课程设计报告组别:第 5 组课题:十字路口自动红绿灯指挥系统学院:仪器科学与光电工程学院专业:测控技术与仪器13-3班姓名:钱敏冯一箪唐新悦学号:2013210098 2013210106 2013210131 指导老师: 赵丽鑫开课时间:2014~2015学年第三学期目录一、设计题目 (2)二、主要指标及要求 (2)三、方案选择及电路工作原理 (2)四、单元电路设计分析 (6)五、总电路图 (13)六、仿真及结果 (14)七、电子原件领用清单 (14)八、安装、调试问题分析及解决办法 (14)九、测试效果及成果评价 (15)十、收获体会和改进建议 (17)十一、参考文献 (17)一设计题目十字路口自动红绿灯指挥系统二主要指标及要求设计一个十字路口交通信号灯控制器,用于控制交通主干道的交通灯和计时器,自动指挥干道车辆和行人轮流通行,保证车辆和行人安全通行。
1.自动完成绿-黄-红-绿-……工作循环;2.每种信号灯亮的时间不等,如:绿灯亮20秒-黄灯亮5秒-红灯亮15秒,如此循环;3.用倒计时的方法,数字显示当前信号的剩余时间,提醒行人和司机;4.(*)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。
三方案选择及电路工作原理1.课题分析从上表可以看出,十字路口信号灯有3个状态,即状态计数器是三进制计数器。
而时间显示总是从预置数开始倒计时,在0s时发生信号灯状态之间的切换。
2.方案选择经过对课题的研究分析,我们首先确定了合适的设计方案。
十字路口自动红绿灯指挥系统由七个部分组成:时钟振荡电路、预置数倒计时电路、数码显示电路、延迟电路、状态计数电路、信号灯显示电路和任意置数控制逻辑电路。
单元电路构成:a.时钟振荡电路是由NE555组成的多谐振荡电路,提供标准秒脉冲;b.预置数倒计时电路由两片74LS192芯片构成,进行倒计时;c.74LS192输出端连接数码管,进行倒计时显示;d.74LS192的溢出信号到达74LS161构成的三进制状态计数器的脉冲输入端,实现信号灯状态切换;e.74LS161的输出到达74LS153的地址位,产生相应状态下的置数输入信号;f.由奇数个逻辑门“非”门组成的延迟电路,使得置数控制信号稍缓于置数输入信号;g.任意置数控制逻辑电路由两片74LS161、三片74LS373、数码管、四个开关和若干门电路构成,实现信号灯时间可调。
本电路设计最为关键的部分是置数输入信号和置数控制信号的先后顺序问题,我们选择的方案是首先让电路准备好该状态的置数输入,然后将置数控制信号送达74LS192的LOAD端,因此延迟电路的设计是重中之重。
由功能表可知,74LS192是异步置数的,因此置数控制信号必须在出现0s后一秒到达,以确保倒计时的每一秒都是标准一秒的时间,于是我们利用门电路的速度快慢将74LS192的溢出信号转变为窄脉冲置数信号。
本电路设计的难点部分是实现信号灯时间可调。
虽然这是选做任务,具有一定的难度,但是我们还是不畏艰难,积极寻找解决办法。
我们共设想了三种方案:方案一:利用开关,控制74LS153数据选择位的高低电平;方案二:利用计数器,将计数器输出送达74LS153的数据选择位;方案三:利用计数器和锁存器,将锁存器输出送达74LS153的数据选择位;方案一所需开关数目众多,实际操作中恐难以实现;方案二需三个计数器(六片芯片)和八个数码管,电路十分复杂,难以进行实际安装操作;比较理想的是方案三,利用一个计数器、一个数码管、三个锁存器和四个开关进行信号灯时间的置数调节,调节范围为0-99,因此我们最终选定的是方案三。
各方案电路如下:方案一方案二方案三本电路设计中,关于任意置数控制逻辑电路中计数器的选择也是经由我们慎重考虑的。
我们所熟悉的计数器一般有74LS161和74LS90,本电路设计中任意置数逻辑控制电路部分所需的计数器是8421BCD码计数,74LS90似乎更符合要求,但是由于74LS90没有使能端,而任意置数控制逻辑电路只在红绿灯正常工作之前进行计数,所以我们选用了有使能端的74LS161芯片。
74LS161是四位二进制可预置的同步加法计数器,因此我们首先需要将之改成8421BCD码计数器。
电路图如下:3.设计原理十字路口自动红绿灯指挥系统分为七个部分:时钟振荡电路、预置数倒计时电路、数码显示电路、延迟电路、状态计数电路、信号灯显示电路和任意置数控制逻辑电路。
在电路正常工作之前首先需要用任意置数控制逻辑电路生成红、绿、黄信号灯各自的置数输入,计数器生成信号灯的时间范围为0-99,锁存器能够锁住计数数字,即保持置数输入不变;时钟振荡电路提供标准秒脉冲,倒计时开始;预置数倒计时电路实现倒计时循环;数码显示电路用于剩余时间显示;当倒计时到0s时产生溢出信号——秒脉冲,延迟电路利用溢出信号产生窄脉冲置数信号,到达74LS192的置数控制端;而溢出信号同时是74LS161构成的三进制状态计数器的脉冲输入,状态计数器的输出端与逻辑电路配合使信号灯按顺序亮灭,同时完成对下一环节的计数器倒计时预置,然后开始下一状态的倒计时。
这样便可完成十字路口的交通信号灯控制。
4.结构框图四单元电路设计分析1.时钟振荡电路用555定时器构成方波信号发生器,如下图:参数选择:电容充电回路:t1 =0.7(R1+R2)C电容放电回路:t2 =0.7R2C要求t1+t2 =1s我们选择R1=R2= 10kΩ,C=47μF算出t1+t2=987ms≈1s2.预置数倒计时电路74LS192功能表:74LS192时序图:一个独立的倒计时电路由两片74LS192芯片的减法计数来实现。
其中,一片用作十位,另一片作为个位,其输入端连接74LS153的输出,输出端连接数码管。
将第一片芯片的DOWN引脚接时钟振荡秒脉冲,BO引脚接第二片芯片的DOWN引脚,组成100进制倒计时计数器。
一个独立的倒计时电路如下:与独立的倒计时电路不同的是,预置数倒计时电路的溢出信号由两芯片的BO引脚取“或”之后产生,再经过奇数个“非”门电路产生窄脉冲作为置数控制信号,这样就使得置数控制信号稍缓于置数输入信号,实现了预置数倒计时。
实际电路连线如下图:3.数码显示电路D C B A D C B A数码显示电路选用两块DCD_HEX数码管接芯片的输出引脚,实现倒计时剩余时间显示。
值得注意的是,数码管从右往左位次由低到高递增。
4.延迟电路由奇数个逻辑“非”门组成的延迟电路,利用溢出信号产生窄脉冲置数信号,到达74LS192的置数控制端,使得置数控制信号稍缓于置数输入信号。
5.状态计数电路状态计数电路由74LS161芯片组成,将QA、QB连接至与非门后连接到CLR(清零法),构成三进制计数器。
当接收到74LS192的溢出信号,开始实现从0000-0001-0010的三种状态计数,“0000”状态对应的是红灯,“0001”状态对应的是绿灯,“0010”状态对应的是黄灯。
当计数器跳到0011时清零,开始下一轮状态循环。
74LS161引脚图:状态图:三进制状态计数器:0000 0001 0000100011仿真电路图:6.信号灯显示电路74LS161的输出QA 和QB 通过门电路连接三种信号灯,从上到下依次为绿灯、黄灯、红灯。
不同状态对应不同的信号灯,00状态代表红灯,01状态代表绿灯,10状态代表黄灯。
7.任意置数控制逻辑电路1) 74LS153是双向数据选择器:双向是指经过选择,把多路数据中的一组数据传到公共数据线上,实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。
它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关,74LS153是一个双四选一的数据选择器,它是由两组四选一数据选择器组成的。
QA QB=1 174LS153的管脚:74LS153的功能表:将状态计数器的输出接到两片74LS153的地址输入端A、B,四个预置输入端的C0~C2分别按照地址00对应预置输入101(0)0(红灯14s)、01对应110(0)1(绿灯19s)、10(黄灯4s)001(0)0接高低电平,C3空接,两个输出端的Y1、Y2按顺序接到主计数器74LS190的置数端,对应顺序如下图:2)74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,本实验要求用两位LED数码显示当前剩余时间,这就要求我们对74LS161进行一定的改造,实现8421BCD码计数。
由上图功能表可知,当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一致,实现同步置数功能。
当计数器计到“99”时同步置数为“0”,因此任意置数逻辑控制电路的置数范围是0-99。
具体电路连线如下图:3) 74LS373为三态输出的八D 锁存器,当锁存允许端 LE 为高电平时,Q 随数据 D 而变。
当 LE 为低电平时,D 被锁存在已建立的数据电平,芯片真值表如左图。
因此,当想把当前计数器的数字锁存到74LS373时,只需将锁存器闭合的开关打开,锁存器输出即保持不变,到达74LS153的数据选择位,实现信号灯时间可调。
任意置数控制逻辑电路的总电路图如下:五 总电路图Dn LE OE Qn H H L HL H L L X L L Q0 XXH高阻态六仿真及结果在电路设计过程中,我们进行了多次仿真,不断对电路进行修改,最后得到了以上总电路图,电路基本功能均已实现,符合设计要求。
刚刚开始仿真时,电路出现的问题是当倒计时为“0”只在瞬间闪现,并立刻置成下一状态的数,“0s”的时间是不正确的。
我们对电路各个模块逐一进行排查,最后确定电路其他部分都是正确的,于是我们猜想是74LS192芯片的BO 溢出信号输出少了一个延时电路,溢出信号一旦产生就立刻到达74LS192的LOAD 置数控制端,又因为74LS192是异步置数的,所以会出现“0”瞬间闪现的情况。
分析出原因后,我们给电路加上了延时电路,再次进行仿真,果然解决了“0”瞬间闪现的问题。
但经过我们仔细观察发现,当一个状态结束后,电路翻转,0s 的末端有时会出现“99”,我们意识到应该是延时时间长了,于是又经过多次修改,最终将参数配置成功,完成了仿真。
七电子元件领用清单八安装、调试问题分析及解决办法1.NE555问题分析:交通灯的时间必须是标准时间,而时钟振荡电路在安装过程中要解决的首要问题主要是检验电路是否符合标准秒脉冲要求。
调试方案:将秒信号发生器的输出接指示灯,观察指示灯显示情况。
调试结果:记录相邻次灯灭间隔的时间,大致为1s,满足要求。
2.74LS161问题分析:连接好74LS161和信号灯之后,发现出现了三个信号灯都亮的情况。
调试方案:先将三进制计数器接好,不接入门电路,一一排除问题。