十字路口的交通灯控制电路设计说明

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十字路口交通灯控制设计—霓虹灯控制设计(PLC设计课件)

十字路口交通灯控制设计—霓虹灯控制设计(PLC设计课件)
项目三:十字路口交通灯控制设计
任务二
霓虹灯控制设计
按下启动按钮,霓虹灯由内向外, 再由外向内点亮
一、控制要求分析
控制要求
启钮SB1[按下→松开]
[霓虹灯亮(由内至外,再由外至内)]
停钮SB2[按下→松开]
霓虹灯[灭]
一、控制要求分析
最内圈A灯亮1-5S
一、控制要求分析
中间一圈8个 灯亮2-4S
项目三:十字路口交通灯控制设计
任务二
霓虹灯控制设计
按下启动按钮,霓虹灯由内向外, 再由外向内点亮
二、硬件电路-I/O分配
设备
输入 输出
符号
SB1 SB2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15
功能
启动按钮(常开触点) 停止按钮(常开触点)
A灯 B灯 C灯 D灯 E灯 F灯 G灯 H灯 I灯 J灯 K灯 L灯 M灯 N灯 O灯
地址
I0.0 I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6
二、硬件电路-PLC外部电路接线
A B C D E F G H I J K LM N O
任务二
霓虹灯控制设计
按下启动按钮,霓虹灯由内向外, 再由外向内点亮
四、梯形图设计---接通延时定时器
四、梯形图设计---接通延时定时器
6S瞬时断开 完成循环
并联 ,同时 开始 计时
四、梯形图设计---接通延时定时器
并联 ,同时 开始 计时
四、梯形图设计---接通延时定时器
四、梯形图设计---接通延时定时器

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。

十字路口交通灯控制设计_十字路口交通灯控制设计(PLC设计课件)

十字路口交通灯控制设计_十字路口交通灯控制设计(PLC设计课件)

接通, 当T1定时器ET值大于1s时,
接通,Q0.0得电,
A灯亮; 当T1定时器ET值大于2s时,
断开,Q0.0失电,A灯灭。
三、举例
任务3 十字路口交通灯控制设计
M0.0
T#4S
T1
TON
Time
IN
Q
PT
ET
T1.ET
T1.ET
Q0.1
B灯
T#2S
T#3S
M0.0启动后,T1定时器开始定时,ET值开始发生变化;此时ET值小于3s,
任务3 十字路口交通灯控制设计
一、比较指令符号
可以使用“等于”操作确定第一个 比较值是否等于第二个比较值。 要比 较的两个值必须为相同的数据类型。
该 LAD 触点比较结果为 TRUE 时, 则该触点会被激活。 在程序编辑器中 单击该指令后,可以从下拉菜单中选择 比较类型和数据类型。
任务3 十字路口交通灯控制设计
输出继电器 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
输出
输出元件 东西方向绿灯HL1 东西方向黄灯HL2 东西方向红灯HL3 南北方向绿灯HL4 南北方向黄灯HL5 南北方向红灯HL6
任务3 十字路口交通灯控制设计
二、硬件电路-PLC外部电路接线
24V
输出
电源
L N PE
QF
FU 1
三、梯形图设计
比较指令
按下启动按钮,当定时时间到达3S时,灯亮,定时时间到达5S时,灯灭。
一个定时器,完成3S,5S控制
循环
T0
M0.0 T0.Q
TON
Time
IN
Q
T#5s PT
ET
3S灯亮,5S灯灭

EDA实验课程大作业报告:设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器

EDA实验课程大作业报告:设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器

交通灯控制器设计一.系统功能设计要求设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器,要求如下:(1)南北和东西方向各有一组红、绿、黄灯来指挥交通,持续时间分别为25S,20S,和5S。

(2)当有特殊情况(如消防车、救护车等)时,两个方向均为红灯亮,计时停止。

(3)当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。

(4)用两组数码管,以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。

二.设计原理1.交通灯控制器的状态转换根据题目要求将将红绿灯的状态转换列成如下表:2.设计方案1)由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间,故采用LED动态扫描方式显示当前时间。

频率设定CLK1k对应的频率为50MHZ。

2)控制模块是交通灯的核心,主要控制交通灯按工作顺序自动变换,同时控制倒计时模块工作,每当倒计时回零时,控制模块接收到一个计时信号,从而控制交通灯进入下一个工作状态。

3)每个方向有一组2位倒计时器模块,用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。

4)显示模块由两部分组成,一是由七段数码管组成的倒计时显示器,每个方向两个七段数码管;二是由发光二极管代替的交通灯,每个方向3个发光二极管。

三.变量符号说明其中,CLK1K为系统时钟信号输入端,SN为禁止通行信号输入通行信号输入端,light0为东西红灯信号输出端,light1为东西黄灯信号输出端,light2为东西绿灯信号输出端,light3为南北红灯信号输出端,light4为南北黄灯信号输出端,light5为南北绿灯信号输出端,led1、led2、led3、led4为数码管地址选择信号输出端。

四.代码说明library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Hongld ISport (clk1k,SN:in std_logic; --SN紧急情况led1, led2, led3, led4 :out std_logic_vector (6 downto 0);--显示管显示时间用light:out std_logic_vector (5 downto 0)); --红绿黄灯end Hongld;architecture traffic1 of Hongld ISsignal S:std_logic_vector (1 downto 0); --状态signal DXT:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --东西方向时间signal NBX:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --南北方向时间signal ART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT: std_logic_vector(7 downto 0); --红绿黄灯信号signal temp: integer range 0 to 49999999; --产生1s计数器时计数signal clk: std_logic;beginART<="00100101";AGT<="00100000";AYT<="00000100";BRT<="00100101";BGT<="00100000";BYT<="00000100";process(clk1k) -- 选频率为50MHZ beginif (clk1k'event and clk1k='1') thenif temp=49999999 thentemp<=0;clk<='1';elsetemp<=temp+1;clk<='0';end if;end if;end process;process(clk,DXT,NBX) --状态转换进程beginif clk'event and clk ='1' thenif(DXT ="00000001")OR (NBX = "00000001") then S<=S+1;else S<=S;end if; --状态转换结束end if;end process;process (clk,SN,S) --倒计时模块beginif SN = '1' then DXT<=DXT; NBX<=NBX;elseif clk'event and clk='1' thenif (DXT="0000000") OR (NBX="00000000") thencase S ISwhen "00"=>DXT<=ART; NBX<=BGT; --南北红灯、东西绿灯when "01"=>NBX<=BYT; --南北红灯、东西黄灯when "10"=>DXT<=AGT; NBX<=BRT; --南北绿灯、东西红灯when "11"=>DXT<=AYT; --南北黄灯、东西红灯when others=>NULL;end case;end if;if DXT/="00000000" thenif DXT(3 downto 0)= "0000" thenDXT(3 downto 0)<="1001";DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4)-1;else DXT(3 downto 0)<=DXT(3 downto 0)-1;DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4);end if;end if;if NBX/="00000000" thenif NBX(3 downto 0)="0000" thenNBX(3 downto 0)<="1001";NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4)-1;else NBX(3 downto 0)<=NBX(3 downto 0)-1;NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4);end if;end if;end if;end if;end process; --倒计时模块结束process(DXT,NBX,S,SN) --显示模块begincase NBX(3 downto 0) iswhen "0000"=>led1<="1000000";when "0010"=>led1<="0100100"; when "0011"=>led1<="0110000"; when "0100"=>led1<="0011001"; when "0101"=>led1<="0010010"; when "0110"=>led1<="0000010"; when "0111"=>led1<="1111000"; when "1000"=>led1<="0000000"; when "1001"=>led1<="0010000"; when others=>led1<="1111111"; end case;case NBX(7 downto 4) iswhen "0000"=>led2<="1000000"; when "0001"=>led2<="1111001"; when "0010"=>led2<="0100100"; when "0011"=>led2<="0110000"; when "0100"=>led2<="0011001"; when "0101"=>led2<="0010010"; when "0110"=>led2<="0000010"; when "0111"=>led2<="1111000"; when "1000"=>led2<="0000000"; when "1001"=>led2<="0010000"; when others=>led2<="1111111"; end case;case DXT(3 downto 0) iswhen "0000"=>led3<="1000000"; when "0001"=>led3<="1111001"; when "0010"=>led3<="0100100"; when "0011"=>led3<="0110000"; when "0100"=>led3<="0011001"; when "0101"=>led3<="0010010"; when "0110"=>led3<="0000010"; when "0111"=>led3<="1111000"; when "1000"=>led3<="0000000"; when "1001"=>led3<="0010000"; when others=>led3<="1111111"; end case;case DXT(7 downto 4) iswhen "0000"=>led4<="1000000"; when "0001"=>led4<="1111001"; when "0010"=>led4<="0100100";when "0100"=>led4<="0011001";when "0101"=>led4<="0010010";when "0110"=>led4<="0000010";when "0111"=>led4<="1111000";when "1000"=>led4<="0000000";when "1001"=>led4<="0010000";when others=>led4<="1111111";end case;if SN ='1' then light<="001001";elsecase S ISwhen "00"=>light<="010001";when "01"=> light <="100001";when "10"=> light <="001010";when "11"=> light <="001100";when others=>NULL;end case;end if;end process;end traffic1;五.仿真波形图仿真时序波形图。

十字路口交通灯的PLC控制(课程设计)

十字路口交通灯的PLC控制(课程设计)

编号潍坊学院课程设计课题名称:十字路口交通灯的PLC控制目录第一章绪论 (1)1.1PLC的特点 (1)1.2PLC的结构 (2)1.3PLC的主要功能 (3)1.4PLC的发展趋势 (3)第二章方案选择与实现 (5)2.1方案选择 (5)2.2控制对象 (6)2.3控制要求 (6)第三章系统硬件设计 (8)第四章软件设计和调试 (15)4.1流程图 (15)4.2源程序 (18)4.3PLC程序调试 (22)第五章总结 (24)参考文献 (25)十字路口交通灯的PLC控制第一章绪论电气控制技术是随着科学技术的不断发展及生产工艺不断提出新的要求而的到飞速发展的。

在控制方法上,主要是从手动控制到自动控制;在控制功能上,是从简单的控制设备到复杂的控制系统;在操作方式上,有笨重到轻巧;在控制原理上,从有触点的继电器式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。

随着新的电器元件的不断出现和计算机技术的发展,电器控制技术也在持续发展。

现代电器控制技术正是综合了计算机,自动控制,电子技术和精密测量等许多先进科学技术成果,并得到飞速发展。

社会的发展和进步对各行各业提出了越来越高的要求。

机械加工企业为了提高生产效率和市场竞争力,采用了机械化流水线作业的生产方式,对不同的产品分别组成自动流水线。

产品不断的更新换代,也同时要求相应的控制系统随之改变。

在这种情况下,硬连接方式的继电接触式控制系统不能满足经常更新的要求了。

这是因为,一是成本高,二是周期长。

后来出现的矩阵式控制器和晶体管逻辑控制系统取代继电接触式控制系统,由于这些控制装置仍是硬连接,装置的体积大,功能少,本身存在不足,虽然提高了控制系统的通用性和灵活性。

但均未的到广泛的应用。

随着大规模集成电路和微处理器的发展和应用。

出现了可编程序逻辑控制器。

他把计算机的通用性,功能完备和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操作方便,简单易懂,价格低廉等优点集合起来,因此他是一种适用于工业环境的通用控制装置。

交通灯逻辑控制电路设计

交通灯逻辑控制电路设计

交通灯逻辑控制电路设计
交通灯逻辑控制电路设计是一项必要的交通管理技术,用于控制十字路口的交通流量和秩序。

设计交通灯逻辑控制电路需要充分考虑交通流量、车速、车辆类型等因素,以保证交通流畅和安全。

交通灯逻辑控制电路设计的原理通常是通过安装在各个路口的
传感器、控制器和信号灯来实现的。

传感器用于检测车辆和行人的流量,控制器根据传感器采集的数据来控制信号灯的亮度和颜色,信号灯则会告知驾驶员和行人当前路口的通行状态。

交通灯逻辑控制电路的设计需要考虑多个因素,例如信号灯的时长、颜色切换频率、车辆和行人通行优先级等。

通常,设计师会使用电子控制器或微控制器来实现交通灯逻辑控制电路,以确保电路的可靠性和高效性。

在设计交通灯逻辑控制电路时,需要考虑交通安全和畅通的原则,严格按照交通法规的规定进行操作,以确保驾驶员和行人的安全。

同时,还需要考虑到节能和环保的理念,最大限度地减少能源浪费和环境污染。

总结起来,交通灯逻辑控制电路设计是一项复杂的技术工作,需要依据科学依据和实践经验来进行,以确保交通流畅和安全。

十字路口交通灯控制设计_闪烁灯控制设计(PLC设计课件)

十字路口交通灯控制设计_闪烁灯控制设计(PLC设计课件)

1.掌握闪烁灯显示的时序。 2.熟悉 TIA 软件的基本使用方法。 3.进一步巩固对常规指令的正确理解和使用。 4.根据实训设备,熟练掌握 PLC 的外围 I/O 设备接线方法。
任务1 闪烁灯控制设计
二、实训预习要求
1.熟悉闪烁灯显示的原理。 2.熟悉I/O口的地址分配和PLC接线图的绘制。 3.熟练使用TIA软件进行硬件组态,程序输入,下载,调试。
项目三 十字路口交通灯控制设计
任务1
闪 烁设计灯准控备制 设 计
按下启动按钮,指示灯间隔 一段时间(占空比可调)闪烁
三、梯形图设计
任务1 闪烁灯控制设计
SB1
SB2
三、梯形图设计
任务1 闪烁灯控制设计
定时器T0,2S后延时导 通,常开触点”T0”.Q 延时断开此时间内灯灭
定时器T1,3S延时导通, 输出常闭触点”T1”.Q延 时断开,此时间内灯亮
任务1 闪烁灯控制设计
时序图---闪烁的周期和占空比
例:周期为5S(频率0.2HZ),占空比60%的小灯闪烁
项目三 十字路口交通灯控制设计
任务1
闪 烁设计灯准控备制 设 计
IO分配
任务1 闪烁灯控制设计
二、硬件电路-I/O分配
设备 输入 输出
符号 SB1 SB2 D1
功能 启动按钮(常开触点) 停止按钮(常开触点)
M0.0
T0
TON
Time
IN
Q
T#3S PT
ET
M0.0 T0.ET T0.ET > <=
T#0S T#1S
Q0.0
周期与占空比
T0:控制周期时间 比较指令:控制Q0.0得电时间 改变周期:改变T0的PT设置值 改变占空比:改变比较指令的时间值

十字路口的交通灯控制电路设计.

十字路口的交通灯控制电路设计.

十字路口的交通灯控制电路设计摘要本论文主要阐述了交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

随着中国加入WTO,我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨,在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说“要想富,先修路”,但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。

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。

随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。

然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。

所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

以下就交通灯控制系统的电路原理、设计和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

关键词:交通灯自动控制定时准确报警高速目录一、对交通信号灯的控制 (3)1.1题目要求 (3)二、交通灯的组成 (4)2.1交通灯控制系统的原理框图 (4)2.2交通灯运行状态 (5)2.2.1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程 (5)三、单元电路的设计 (8)3.1秒脉冲发生器 (8)3.2定时器 (9)3.3控制器 (11)3.4译码器 (13)3.5交通信号灯 (15)3.6整个交通灯控制系统的布局 (15)四、PCB的制作 (15)4.1原理图的绘制 (16)4.2 PCB的排线 (16)五、焊接技术 (16)5.1导线的焊接 (16)5.1.1焊接操作姿势与卫生 (17)5.1.2焊接的基本操作 (17)5.2印制电路板的焊接 (20)5.3 焊后处理 (21)六、仿真过程与效果分析 (21)6.1电路试调 (21)6.1.1调试前的检查 (22)6.2调试中注意的事项 (23)6.3通电后的测试 (24)6.4操作说明 (24)七、元器件清单 (26)八、结束语 (26)九、谢词 (28)十、参考文献 (28)一、对交通信号灯的控制1.1题目要求1.信号灯收一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。

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十字路口的交通灯控制电路设计摘要本论文主要阐述了交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

随着中国加入WTO,我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨,在交通控制方面也应与国际接轨。

俗话说“要想富,先修路”,但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。

作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应国际化。

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。

随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。

然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。

所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。

以下就交通灯控制系统的电路原理、设计和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

关键词:交通灯自动控制定时准确报警高速目录一、对交通信号灯的控制 (3)1.1题目要求 (3)二、交通灯的组成 (4)2.1交通灯控制系统的原理框图 (4)2.2交通灯运行状态 (4)2.2.1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程.. 5 三、单元电路的设计 (8)3.1秒脉冲发生器 (8)3.2定时器 (9)3.3控制器 (11)3.4译码器 (13)3.5交通信号灯 (15)3.6整个交通灯控制系统的布局 (15)四、PCB的制作 (15)4.1原理图的绘制 (16)4.2 PCB的排线 (16)五、焊接技术 (16)5.1导线的焊接 (16)5.1.1焊接操作姿势与卫生 (17)5.1.2焊接的基本操作 (17)5.2印制电路板的焊接 (20)5.3 焊后处理 (21)六、仿真过程与效果分析 (21)6.1电路试调 (21)6.1.1调试前的检查 (22)6.2调试中注意的事项 (23)6.3通电后的测试 (24)6.4操作说明 (24)七、元器件清单 (25)八、结束语 (26)九、谢词 (27)十、参考文献 (27)一、对交通信号灯的控制1.1题目要求1.信号灯收一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号系统开始工作,且先南北红灯亮,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,如果同时亮时应该关闭信号灯系统,并报警。

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时东西绿灯闪烁,闪烁3s后熄灭。

在东西绿灯熄时,东西黄灯亮,并维持2s,到2s时,东西黄灯灭,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。

5.周而复始。

二、交通灯的组成2.1交通灯控制系统的原理框图如图2、1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。

图中:TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒,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5秒。

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。

由它控制定时器开始下个工作状态的定时。

图2、1 交通灯控制系统的原理框图2.2交通灯运行状态两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行道的交通灯和车道的交通灯是同步的,所以不考虑),如图2、2所示图2、2两方向车道的交通灯的运行状态2.2.1一般十字路口的交通灯控制系统的工作过程(1)如图2、2状态0所示,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)如图2、2状态1所示,甲车道黄灯亮,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)如图2、2状态2所示,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。

(4)如图2、2状态3所示,甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。

表示甲车道禁止通行,乙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。

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,系统又转换到工作状态1。

交通灯以上4种工作状态的转换由控制器进行控制。

设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,则控制器的工作状态及功能如下表2.2.1所示。

表2.2.1 控制器工作状态及其功能控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。

为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定:AG=1:甲车道绿灯亮;BG=1:乙车道绿灯亮;AY=1:甲车道黄灯亮;BY=1:乙车道黄灯亮;AR=1:甲车道红灯亮;BR=1:乙车道红灯亮;由此得到交通灯的ASM图,如图2、3所示。

设控制器的初始状态为S0(用状态框表示S0),当S0的持续时间小于25秒时,TL=0(用判断框表示TL),控制器保持S0不变。

只有当S0的持续时间等于25秒时,TL=1,控制器发出状态转换信号ST(用条件输出框表示ST),并转换到下一个工作状态。

依此类推可以弄懂ASM 图所表达的含义。

图2、3 交通灯控制器的ASM三、单元电路的设计3.1秒脉冲发生器脉冲信号发生器用的是555定时器构成多谐震荡器,震荡频率为:f=1.43/(R1+2R2)C电路图如图3、1所示:图3、1 秒脉冲产生器3.2定时器定时器由与系统秒脉冲(由上面时钟脉冲产生器提供)同步的计数器构成,要求计数器在状态信号ST作用下,首先清零,然后在时钟脉冲上升沿作用下,计数器从零开始进行增1计数,向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。

计数器选用集成电路74LS163进行设计较简便。

74LS163是4位二进制同步计数器,它具有同步清零、同步置数的功能。

74LS163的外引线排列图和时序波形图如图3、2和图3、3所示,其功能表如表3、1所示。

图中,是低电平有效的同步清零输入端,是低电平有效才同步并行置数控制端,CTp、CTT是计图12、2 交通灯的ASM图数控制端,CO是进位输出端,D0~D3是并行数据输入端,Q0~Q 3是数据输出端。

由两片74LS163级联组成的定时器电路如图3、4所示。

图3、2 74LS163的外引线排列图图3、3 74LS163时序波形图表3、1 74LS163功能表图3、4 定时器电路图3.3控制器控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。

从ASM图可以列出控制器的状态转换表,如表3、2所示。

选用两个D触发器FF1、FFO做为时序寄存器产生4种状态,控制器状态转换的条件为TL和TY,当控制器处于Q1n+1Q0n+1=00状态时,如果TL=0,则控制器保持在00状态;如果,则控制器转换到Q1n+1Q0n+1=01状态。

这两种情况与条件TY无关,所以用无关项"X"表示。

其余情况依次类推,同时表中还列出了状态转换信号ST。

表3、2 控制器状态转换表根据表3、2可以推出状态方程和转换信号方程,其方法是:将Q1n+1、Q0n+1和ST为1的项所对应的输人或状态转换条件变量相与,其中"1"用原变量表示,"0"用反变量表示,然后将各与项相或,即可得到下面的方程:根据以上方程,选用数据选择器74LS153来实现每个D触发器的输入函数,将触发器的现态值(Q1n、Q0n)加到74LS153的数据选择输入端作为控制信号.即可实现控制器的功能。

控制器的逻辑图如图3、5所示。

图中R、C构成上电复位电路。

图3、5控制器逻辑图3.4译码器译码器的主要任务是将控制器的输出Q1、Q0的4种工作状态,翻译成甲、乙车道上6个信号灯的工作状态。

控制器的状态编码与信号灯控制信号之间的关系如表3、3所示。

表3、3控制器状态编码与信号灯关系表状态AG AYARBG BY BR00 1 0 0 0 0 101 0 1 0 0 0 1 10 0 0 1 1 0 0由秒脉冲发生器产生了周期性变化的CP脉冲,一部分送给了定时器的74LS163芯片,另一部分送给了控制器的74LS74芯片。

在脉冲ST同时加到定时器74LS163芯片的情况下,通过芯片74LS00将会输出TY、T/Y/;TL、T/L/、即TY和T/Y/放大的结果是秒脉冲的5倍;TL和T/L/放大的结果是秒脉冲的25倍。

前者输出的信号是后者的1/5。

将定时器输出的TY、T/Y/;TL、T/L/分别作用于控制器的芯片74LS153中,在CP脉冲置于芯片74LS74中会输出高低变化的电平。

控制器中的信号在送给由芯片74LS00组成的译码器后再通过电路中的指示灯和200欧的电阻从而得到交通灯的逻辑电路,这种电路的结果最终通过小灯的正常闪烁来实现。

图3、6 译码器部分的逻辑图3.5交通信号灯六个发光二极管(注意二极管的极性)3.6整个交通灯控制系统的布局见附件四、PCB的制作4.1原理图的绘制把副表的原理图在Protel2004中绘制出来。

4.2 PCB的排线五、焊接技术5.1导线的焊接导线焊接在电子产品装配中占有重要位置。

实践中发现,出现故障的电子产品中,导线焊点的失效率高于印制电路板,有必要对导线的焊接工艺给予特别的重视。

5.1.1焊接操作姿势与卫生焊剂挥发出的化学物质对人体有害的,如果操作时鼻子距烙铁头太近,则很容易将有害气体吸入。

一般烙头距鼻子至少不少于30cm,通常400cm以上为宜。

电烙铁拿法有几种,一般在操作台上焊接电路板时多采用握笔法。

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