毕业设计142湖北经济学院交通灯课程设计
交通信号灯 毕业设计

交通信号灯毕业设计交通信号灯毕业设计交通信号灯是城市交通管理中不可或缺的一部分,它起到了引导车辆和行人通行的重要作用。
在我即将完成的毕业设计中,我将探索如何改进交通信号灯系统,以提高交通流量的效率和安全性。
首先,我计划研究现有的交通信号灯系统,并分析其优点和不足之处。
目前,大多数交通信号灯系统采用定时控制方式,根据交通流量和时间设定固定的信号灯时长。
然而,这种方式无法根据实际情况进行调整,导致交通拥堵和等待时间过长的问题。
因此,我将尝试引入智能控制系统,通过实时监测交通流量和道路状况,动态调整信号灯时长,以最大程度地减少交通拥堵和等待时间。
其次,我计划使用传感器技术来收集交通数据。
通过在交通路口安装传感器,可以实时监测车辆和行人的数量、速度和方向。
这些数据将被传输到控制中心,并用于智能控制系统的决策。
例如,当交通流量较大时,系统可以相应地延长绿灯时长,以减少交通拥堵。
当有行人过马路时,系统可以自动调整信号灯以确保交通安全。
此外,我还计划引入机器学习算法来优化交通信号灯系统。
通过对历史交通数据的分析和建模,系统可以学习不同交通状况下最佳的信号灯控制策略。
例如,在高峰时段,系统可以学习到增加绿灯时长以满足交通需求的最佳方案。
这种智能化的控制系统将能够根据实时数据和历史经验做出更准确和高效的决策,提高交通流量的效率和安全性。
此外,为了增加交通信号灯系统的可靠性和稳定性,我还计划设计一个分布式控制系统。
传统的交通信号灯系统通常由一个中央控制器来管理所有的信号灯,一旦控制器出现故障,整个系统将瘫痪。
通过将控制功能分布到多个节点上,系统可以更好地应对故障和异常情况。
当一个节点出现故障时,其他节点可以接管其功能,确保交通信号灯系统的正常运行。
最后,我计划进行实地测试和模拟仿真来验证我设计的交通信号灯系统的有效性。
通过在真实交通路口和交通模拟器中进行测试,我可以评估系统在不同交通场景下的性能和可靠性。
同时,我还将与交通管理部门和专家进行合作,收集他们的反馈和建议,以进一步改进和优化交通信号灯系统。
交通灯课程设计报告 (2)

交通灯课程设计报告1. 引言交通灯是城市道路交通管理的重要组成部分,它通过不同颜色的信号来指示汽车、行人等交通参与者何时可以通行或停止。
为了提高交通效率、减少交通事故,设计一个合理有效的交通灯系统十分关键。
本报告将介绍一个交通灯课程设计的过程和结果。
2. 设计目标本次交通灯课程设计的目标如下: - 提高交通流量的处理速度和效率 - 减少交通事故的发生率 - 增加行人和交通参与者的安全性3. 设计原理3.1 信号控制交通灯的信号控制是一个关键问题。
一般来说,交通灯分为红、黄、绿三种信号灯,分别代表停止、警告和通行。
本次设计中,我们采用了定时控制的方式来控制交通灯的信号变换。
根据不同的道路交通情况,我们可以设置不同的时间间隔来控制信号的变换。
3.2 车辆感应为了提高交通流量的处理效率,我们还引入了车辆感应技术。
通过在道路上安装车辆感应器,可以及时地检测到车辆的存在,从而及时调整信号灯的变换。
3.3 行人过街为了提高行人的安全性,我们还在交通灯系统中加入了行人过街功能。
在红灯亮起时,行人可以按下按钮,触发行人灯的变换,以确保行人安全地过马路。
4. 设计过程4.1 规划交通路口结构首先,我们需要规划交通路口的结构。
考虑到交通流量和道路宽度等因素,我们设计了一个十字路口的结构。
4.2 设计信号控制方案根据交通流量的情况,我们设计了一个定时控制的信号方案。
主要包括红绿灯信号的时间间隔和黄灯信号的闪烁时间等。
4.3 安装车辆感应器为了感知车辆的存在,我们在每个道路上安装了车辆感应器。
这些感应器可以及时地检测到车辆的到来,并将信号发送给交通灯控制系统。
4.4 设计行人过街方案在交通灯系统的设计中,我们还考虑了行人的安全性。
我们设计了一个行人过街按钮,在行人需要过马路时,可以按下按钮触发行人灯的变换。
5. 设计实现在设计的过程中,我们使用了如下的工具和技术来实现交通灯系统: - 使用Arduino开发板作为交通灯控制器 - 使用红、黄、绿三种颜色的LED灯作为交通灯信号灯 - 使用车辆感应器进行车辆检测 - 使用按钮模拟行人过街6. 结果与分析经过实际测试和观察,我们发现交通灯系统设计具有以下优点: - 交通流量处理速度明显提高,道路的通行效率得到了提升 - 通过车辆感应器的使用,交通灯能及时地根据道路情况进行信号变换,减少了交通拥堵的可能性 - 行人过街功能提高了行人的安全性,减少了交通事故的发生率然而,我们也发现了一些问题和不足之处: - 当交通流量较大时,仍可能出现交通拥堵的情况,需要进一步优化信号控制方案 - 行人过街功能对于年龄较大、行动不便的行人来说存在一定的困难,在未来的设计中需要考虑到这一点。
交通灯课程设计

交通灯 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解交通灯的基本结构及其在交通管理中的作用。
2. 学生能掌握交通灯变化的规律,了解红绿灯间隔时间的设计原则。
3. 学生能运用基本的物理知识,解释交通灯电路的工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的交通灯控制电路。
2. 学生能够通过小组合作,分析并解决交通灯设置中可能遇到的问题。
3. 学生能够运用数学知识,计算交通灯变化对交通流量的影响。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到交通灯在维护交通秩序、保障人民生命安全中的重要性,增强遵守交通规则的意识。
2. 学生在小组合作中培养团队协作精神,学会倾听、尊重他人意见。
3. 学生能够关注生活中的交通问题,激发对科学技术的兴趣,培养创新意识。
本课程针对小学高年级学生,结合生活实际,以交通灯为主题,通过知识讲解、实践操作和小组讨论等形式,帮助学生掌握基本的交通知识和物理原理。
课程注重培养学生的实际操作能力、问题解决能力和团队合作精神,提高学生的交通安全意识和社会责任感。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 交通灯的基本知识:介绍交通灯的起源、发展及其在现代社会的作用,使学生了解交通灯的重要性。
- 教材章节:第一章第二节《现代交通管理工具的认识》2. 交通灯的结构与原理:讲解交通灯的组成、工作原理,引导学生探索交通灯的科学奥秘。
- 教材章节:第二章第一节《简单电路的原理与应用》3. 交通灯的控制电路设计:教授基本的电路知识,指导学生设计简单的交通灯控制电路。
- 教材章节:第二章第三节《电路的设计与应用》4. 交通灯的设置与优化:分析交通灯设置对交通流量的影响,讨论如何优化交通灯设置。
- 教材章节:第三章第二节《生活中的数学问题》5. 实践活动:组织学生进行小组合作,设计并制作交通灯模型,解决实际交通问题。
- 教材章节:第四章《综合实践活动》6. 交通灯与交通安全:强调遵守交通规则的重要性,提高学生的交通安全意识。
交通灯课程设计报告

交通灯课程设计报告交通灯课程设计报告一、引言交通灯在现代城市交通系统中起着至关重要的作用。
它们是交通管理的重要组成部分,通过引导交通流量和控制道路上的车辆行驶,确保交通安全和秩序。
本课程设计报告将围绕交通灯的设计和实现展开,旨在培养学生的创新思维和实践操作能力。
二、课程目标1. 理解交通灯的原理和作用;2. 掌握交通灯的设计方法和步骤;3. 熟悉交通灯的控制电路和编程逻辑;4. 能够设计和制作一个功能完善的交通灯模型。
三、课程内容1. 交通灯原理介绍交通灯的基本原理,包括红绿灯的颜色及其代表的意义,交通灯的信号控制原则等。
2. 交通灯设计方法详细介绍交通灯设计的步骤,包括灯色、信号序列、倒计时等方面的考虑。
引导学生思考如何根据实际交通情况设计合理的交通灯方案。
3. 交通灯控制电路设计学习交通灯控制电路的基本原理和组成部分,包括电源、信号控制器、灯组等。
通过实践操作,让学生掌握交通灯控制电路的搭建方法。
4. 交通灯程序编写介绍交通灯程序编写的基本原理和逻辑,培养学生的编程思维。
通过使用合适的编程语言,让学生实现交通灯的自动循环控制,以及可调节的时间间隔。
5. 交通灯模型制作指导学生使用合适的材料和工具制作一个真实可行的交通灯模型,模型应包括外壳、灯组、控制电路等。
学生需要根据自己的设计方案进行制作,并确保模型的正常运行。
四、教学方法1. 理论讲解:通过课堂讲解的方式,向学生介绍交通灯的原理、设计方法和控制电路等相关知识。
2. 实践操作:组织学生进行交通灯控制电路的搭建和程序编写,并指导学生进行交通灯模型的制作。
3. 小组讨论:鼓励学生在小组内就交通灯设计方案进行讨论和交流,培养团队合作能力和创新思维。
五、评价方式1. 实践操作成绩:根据学生完成的交通灯模型的外观、功能和稳定性进行评价。
2. 报告撰写:要求学生撰写交通灯课程设计报告,其中包括设计思路、实施过程和结果分析。
六、结语通过本课程设计,学生将深入了解交通灯的原理和作用,掌握交通灯的设计和控制方法。
(完整版)PLC交通灯毕业课程设计

摘要交通信号灯针对城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题而生,是集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统。
该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生,同时对减轻车辆尾气排放,从而降低环境污染都起到了不可低估的作用.分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。
关键词PLC控制系统交通灯自动化目录1、绪论............................................................. .. (1)2、PLC的概述 (4)2.1、PLC的产生及发展 (4)2.2、PLC的结构 (5)2.3、PLC的定义 (5)2.4、PLC的工作原理 (5)2.5、PLC的应用 (6)2.6、PLC的发展趋势 (6)3、组态王的简介 (7)3.1、组态王的定义 (7)3.2、组态王的特点 (8)3.3、组态王编程应注意事项 (9)3.4、组态王的特点和功能 (9)4、交通信号灯控制的实现 (9)4.1、控制要求 (9)4.2、交通工作时序图 (9)4.3、IO分配表 (10)4.4、顺序功能图 (10)5、PLC梯形图及其功能 (12)6、组态王软件监控画面 (17)7、课设体会............................................................. .20参考文献1、绪论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。
毕业论文之交通灯设计

毕业论文之交通灯设计毕业论文之交通灯设计目录摘要 (2)引言 (3)1概述 (3)1.1交通灯的背景与意义 (3)1.2单片机发展概况 (4)2单片机简介 (5)2.1单片机简介 (5)2.2单片机应用 (5)3交通灯硬件设计 (6)3.1交通灯工作方案 (6)3.2交通灯硬件设计及原理图 (7)3.2.1工作原理 (8)4控制器的软件设计 (9)4.1程序设计流程图 (9)4.2主程序设计 (10)5结束语 (12)致谢词 (13)参考文献 (14)交通灯设计何超摘要:随着时代的发展交通事故也急剧增加,为了改善交通秩序减少交通事故,交通灯起着越来越重要的作用。
交通灯安装在各个路口上,然而控制交通灯一般采用单片机,单片机是微型计算机一个重要分支,具有体积小、价格低、指令系统简单、可靠性高工作范围广等特点。
故特别适用于这里交通灯控制,采用汇编语言对80c51型单片机进行设计控制交通灯的工作,本系统实用性强能使交通灯更稳定的工作。
关键字:交通灯单片机汇编语言Abstract:withthedevelopmentofTheTimestrafficaccidentalsoshar pincrease,toimprovetrafficlightsreduceaccidents,pla yingamoreandmoreimportantrole.Trafficlightsinstalle dineachintersection,howevercontroltrafficlightsgene rallyUSESmicrocontroller,microcontrollerisanimporta ntbranchofmicrocomputer,hassmallvolume,pricelow,ins tructionsystemissimple,highreliabilityworkingrange,etc.Itisespeciallysuitableforhere,theassemblylanguagelightscontroldesignfor80c51Scmcontroltypeoftraffi clightswork,thissystemisstrongpracticabilitycanmake morestablejob.Lightskeywords:Trafficlights,mcU,assemblylanguage引言随着经济的增长和人口的增加,人们生活方式不断变化,人们对交通的需求不断增加。
交通灯课程设计报告
交通灯课程设计报告交通灯课程设计报告一、引言交通灯作为道路上重要的交通控制设施之一,对于保障道路交通的安全和顺畅起着重要的作用。
本课程设计旨在通过设计一个交通灯控制系统,深入理解交通灯的原理和设计思路,提高交通灯控制系统的效能和稳定性。
二、设计目的交通灯的主要目的是控制道路上的交通流量,确保各方交通的有序进行,避免交通事故的发生。
传统的交通灯系统采用固定时间的定时控制,而随着道路交通的不断变化,这种控制方式已经越来越难以适应实际需求。
因此,本设计旨在实现一个智能化的交通灯控制系统,通过分析交通流量、优化信号灯时长,并结合实时数据对交通灯进行调整,从而提高道路交通的效率和安全性。
三、设计原理本交通灯控制系统采用基于传感器和控制器的设计原理。
通过在道路上布置传感器,能够实时感应到车辆和人流量的变化,将这些数据传输给控制器进行处理。
控制器根据实时的交通流量情况,结合预设的交通灯时长和优先级设置,通过控制信号灯的亮灭来实现交通的有序进行。
四、设计步骤1. 环境搭建:搭建交通灯控制系统所需的硬件和软件环境,包括传感器、控制器和相关的编程和算法。
2. 传感器布置:在道路上合理布置传感器,确保能够准确感应到车辆和人流量的变化。
3. 数据采集:传感器感应到的数据通过传输线路传输给控制器,控制器进行实时的数据采集和处理。
4. 数据分析:控制器对传感器采集到的数据进行分析和处理,根据实时的交通流量情况进行交通灯时长和优先级的调整。
5. 信号灯控制:控制器通过控制信号灯的亮灭来实现交通的有序进行,确保交通流量的安全和高效。
五、设计效果通过本交通灯控制系统的设计实现,能够有效地优化交通流量,提高道路的通行效率和安全性。
相比传统的固定时间控制系统,本设计能够根据实时的交通状况进行智能化调控,避免道路拥堵和交通事故的发生。
并且通过合理的交通灯时长和优先级设置,可以更好地满足不同道路和路口的交通需求。
六、总结本课程设计通过对交通灯控制系统的智能化升级和优化,能够提高交通流量的效率和安全性。
交通灯课程设计报告 (2)
交通灯课程设计报告交通灯课程设计报告1. 课程背景介绍:交通灯是城市交通管理中非常重要的一部分,对交通流量的控制起着至关重要的作用。
交通灯课程设计旨在向学生介绍交通灯的原理、功能和使用,培养学生对交通灯的正确使用和遵守交通规则的意识和能力。
2. 课程目标:- 了解交通灯的原理和功能- 学习交通灯的各种信号表示及其含义- 掌握如何正确使用交通灯- 培养学生在道路交通中的安全意识和行为规范3. 课程内容:- 交通灯的原理和功能介绍:通过讲解交通灯的工作原理和使用目的,让学生了解交通灯在交通管理中的重要性。
- 交通灯的信号表示及含义:介绍不同颜色、形状和图案的交通灯信号的含义,让学生能够正确理解和识别交通灯信号。
- 交通灯的使用方法:培养学生正确使用交通灯的能力,包括在行人过街、车辆通行等情况下的行为规范。
- 交通灯的故障处理:介绍交通灯故障的处理方法,包括暂时无信号时的交通行为规范和如何向相关部门报修。
4. 教学方法:- 讲授:通过课堂讲解交通灯的原理、功能和使用方法。
- 观摩:带领学生观摩交通灯的工作状态和信号表示。
- 案例分析:通过分析不同交通情况下的交通灯使用方法,让学生理解并应用知识。
- 模拟训练:设置交通灯模拟器,并让学生在模拟的道路情境中正确使用交通灯。
5. 评估方式:- 知识测试:考察学生对交通灯的原理、信号表示和使用方法的理解。
- 情景模拟:设置不同交通情况的模拟场景,并要求学生根据交通灯信号进行正确的行为表演。
6. 课程资源:- 交通灯模拟器:用于模拟不同交通情境的交通灯信号。
- 视频资料:用于展示不同交通灯信号的含义和正确使用方法。
- 案例资料:用于分析不同情况下的交通灯使用方法的案例材料。
通过交通灯课程设计,学生能够更加深入地了解交通灯的原理和功能,掌握正确使用交通灯的方法,并且在道路交通中能够遵守交通规则,提高道路交通安全意识,减少交通事故的发生率。
课课程设计交通灯
课课程设计交通灯一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握交通灯的工作原理、组成部分及其功能。
技能目标要求学生能够分析交通灯系统的工作过程,并具备一定的动手能力,进行简单的交通灯故障排除。
情感态度价值观目标培养学生对交通安全重要性的认识,提高遵守交通规则的自觉性。
通过对课程性质、学生特点和教学要求的分析,明确课程目标,将目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标,选择和教学内容,确保内容的科学性和系统性。
本课程的教学大纲如下:1.教材第一章:交通灯的基本原理内容:交通灯的工作原理、组成部分及其功能。
2.教材第二章:交通灯系统的组成内容:交通灯系统的硬件组成和软件设计。
3.教材第三章:交通灯故障排除内容:分析交通灯系统的工作过程,掌握故障排除方法。
4.教材第四章:交通安全教育内容:交通安全常识、交通法规及其意义。
教学内容安排和进度将根据实际情况进行调整,以确保教学效果。
三、教学方法选择合适的教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:用于讲解交通灯的基本原理、系统组成和交通安全知识。
2.讨论法:学生讨论交通灯故障排除策略,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:分析实际交通事故案例,引导学生认识到交通安全的重要性。
4.实验法:让学生动手进行交通灯故障排除实验,提高学生的实践能力。
教学方法应多样化,以适应不同学生的学习需求,提高教学效果。
四、教学资源选择和准备适当的教学资源,包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教学资源应该能够支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。
1.教材:选用权威、实用的交通灯相关教材。
2.参考书:提供相关的交通灯技术资料,拓展学生知识面。
3.多媒体资料:制作课件、视频等,直观展示交通灯的工作原理和故障排除过程。
4.实验设备:准备交通灯实验器材,让学生动手实践,提高实际操作能力。
交通灯课程设计报告(必备5篇)
交通灯课程设计报告篇1正常红绿灯运行分有四个模式1.南北方向绿灯通行,东西方向红灯2.南北方向黄灯通行,东西方向红灯3.东西方向绿灯通行,南北方向红灯4.东西方向黄灯通行,南北方向红灯5.执行第一步交通灯课程设计报告篇2本设计主要是介绍了单片机控制下的交通灯控制系统,详细介绍了其硬件和软件设计,并对其各功能模块做了详细介绍,其主要功能和指标如下:东西、南北两干道交于十字路口,各干道有一组红、绿、黄三个指示灯,指挥车辆和行人安全通行。
南北方向为主干道,通行时间为12秒;东西方向为支干道,通行时间为9秒。
通行时间最后3秒,绿灯灭,黄灯闪烁,黄灯闪烁完毕变更通行车道。
通行时间由数字显示器显示。
交通灯课程设计报告篇3状态1:南北方向绿灯通行12秒,东西红灯禁止通行15秒,分别倒计时;状态2:南北方向黄灯提醒3秒,东西继续红灯倒计时;状态3:东西方向绿灯通行9秒,南北方向禁止通行12秒;状态4:东西方向黄灯提醒3秒,南北继续红灯倒计时;状态5:执行状态1,反复循环交通灯课程设计报告篇4记住这个点就可以设计软件了。
首先要有时间基础,倒计时从哪来呢?1,延时通过死循环卡主软件的运行来达到延时效果,程序执行效率极低,不可取。
2,定时通过定时器产生时基。
软件设置50ms产生一次定时中断,在中断执行函数中做计数。
50ms执行一次中断函数,通过one_sec_flag累加到20判断时间过去了一秒。
设置一秒标志位scan_flag置一。
在主函数while循环里判断标志位,如果是1,则倒计时计数值减一,即完成了倒计时的软件设计思路交通灯课程设计报告篇5随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术。
本交通灯控制系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。
从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。
系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。
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目录摘要 (1)一课程设计任务和要求 (1)二课程设计所需器材 (1)三课程设计方法 (2)1 简述及其组成框图 (2)2 主控制器电路 (2)3 时间倒计数电路 (3)4 信号灯译码驱动电路 (4)四组装和调试 (5)五整机电路图 (6)六心得体会 (7)参考文献 (8)摘要:有一个主干道和一个支干道的十字路口,每边都设置了红、绿、黄色信号灯。
红灯亮表示禁止通行,绿灯亮表示可以通行,在绿灯变红灯时先要求黄灯亮几秒钟,以便让停车线以外的车辆停止运行。
主干道上绿灯亮时,支干道上红灯亮,15秒后主干道上黄灯亮,支干道仍为红灯,3秒后主干道上变红灯,支干道上变绿灯,15秒后主干道上仍为红灯,支干道上变黄灯,3秒后主干道上又变回绿灯,支干道上变回红灯,如此反复。
用计数器实现状态的变换,用减法计数器实现时间的倒计。
要实现上述交通信号灯的自动控制,则要求控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路等几部分组成,关键字:交通信号灯主控制器计数器信号灯译码器一课程设计任务和要求1. 设计一个交通信号灯控制电路。
要求:工作方式:主干道绿灯亮,支干道红灯亮;主干道黄灯亮,支干道红灯亮;主干道红灯亮,支干道绿灯亮;主干道红灯亮,支干道黄灯亮。
(1)主(支)干道亮红灯的时间为支(主)干道亮绿灯、黄灯时间之和,绿、黄、红灯的时间分别为15秒、3秒、18秒。
(2)时间要有数字显示。
(3)可以手动和自动调整。
2. 用中、小规模集成电路组成交通信号灯电路,并在实验仪上进行组装、调试。
3. 画出各单元电路图、整机逻辑框图和逻辑电路图,写出设计、实验总结报告。
4. 采用倒计时的方式显示放行及等待时间。
二课程设计所需器材1. D ais系列数字电子技术实验系统2. 直流稳压电源3. 集成电路:计数器:74LS190 2片;74LS192 2片;74LS160 1片与或非门:74LS08 5片;74LS04 2片;74LS32 2片;4072 1片4.开关1个,发光二极管6个(红、黄、绿各2个)三 课程设计方法1. 设计组成框图图 3.1 交通灯控制电路框图2. 主控制器电路十字路口的车辆运行情况有4种可能:① 设开始时主干道通行,支干道不通行,这种情况下主绿灯和支红灯亮,持续时间为15秒。
② 15秒后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄灯和支红灯亮,持续时间为3秒。
③ 3秒后,主干道不通行,支干道通行,这种情况下主红灯和支绿灯亮,持续时间为15秒。
④ 15秒后,主干道仍不通行,支干道停车,这种情况下主红灯和支黄灯亮,持续时间为3秒。
3秒后有回到第一种情况,如此循环反复。
因此要求主控制器电路也有4种状态,设这4种状态依次为S0、S1、S2、S3,。
设S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,实现这4个状态的电路,可以用计数器74LS160实现,采用反馈归零法构成4进制计数器,即可从输出端QBQA 得到所要求的4个状态。
其电路图如图3.2所示。
计数器 显示器 时钟信号发生器主 控 制 器信号灯译码驱动电路 主干道 信号灯 支干道信号灯图 3.2 主控制器的电路图3.时间倒计数电路计数器的作用有二:一是根据主干道和支干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求,进行15秒、3秒、18秒3种方式的计数;二是向主控制器发出状态转换信号,主控制器根据状态转换信号进行状态转换。
计数器除需要秒脉冲作时钟信号外,还应受主控制器的状态控制。
工作情况:主干道:计数器在主控制器进入状态S0时开始15秒倒计数;15秒后产生置位脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器置位,主控制器进入状态S1,计数器开始3秒计数;3秒后有产生置位脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器置位,主控制器进入状态S2,计数器开始18秒计数;*15秒后,支干道计数器向主控制器发出状态转换信号,主控制器进入状态S3,但不影响主干道计数器继续18秒倒计数。
3秒后又产生置位脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器置位,主控制器回到状态S0,开始新一轮循环。
支干道计数器的工作情况与主干道类似。
工作原理:主干道:在计数倒计至零时,计数器2的借位BO’=0,将其接至计数器1和计数器2的置位LOAD’上,此时计数器进行置位,借位同时接到主控制器的CP脉冲位上,使其进行状态变换。
支干道计数器的工作原理与主干道类似。
为实现*处功能,将主计数器的借位和支计数器的借位相与接至主控制器的CP脉冲位上,使其进行状态转换。
置位方式:①S0: QBQA=00时,主计数器置位15秒,A2、C1、A1=QBQA;支计数器置位18秒,a2、d1=QB②S1: QBQA=01时,主计数器置位3秒,B1、A1=QBQA;支计数器不置位③S2: QBQA=10时,主计数器置位18秒,A2、D1=QB;支计数器置位15秒,a2、c1、a1=QBQA④S3: QBQA=11时,主计数器不置位;支计数器置位3秒,b1、a1=QBQA其电路图如图3.3所示。
图 3.3 时间倒计数的电路图4.信号灯译码驱动电路主控制器的4种状态分别要控制主,支干道红、黄、绿灯的亮与灭。
设灯亮为1,灯灭为0,由于主控制器使上升沿触发,所以每次置位后状态立即转换,则控制信号灯的译码电路的真值表如表3.4所示。
主控制器状态主干道 支干道X1 X0 红灯R黄灯Y 绿灯G 红灯r 黄灯y 绿灯gS0S1S2S3 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1表 3.4 控制信号灯的译码电路的真值表由真值表可分别写出各个灯的逻辑表达式:① R = S0 + S3 = X1X0 + X1X0Y = S2 = X1X0G = S1 = X1X0② r = S1 + S2 = X1X0 + X1X0y = S0 = X1X0g = S3 = X1X0译码电路的电路图如图3.5所示。
图 3.5 控制信号灯的译码电路四 组装和调试在实验箱上安个单元电路分别搭接主控制器、计数器、信号灯译码器,然后进行调试:1. 将秒脉冲信号送入主控制器的CP 端,观察主控制器的状态是否按照00-01-10-11-00-…的规律变化。
2. 将秒脉冲信号送入计数器的CP 端,接入主控制器的状态信号X1、X0,并把主控制器的状态转换信号送入主控制器的CP 端,观察计数器是否按15秒、3秒、18秒、15秒、3秒……循环计数。
3. 把主控制器的状态转换信号X1、X0接至信号灯译码电路,观察6个发光二极管是否按设计要求发光。
4. 整机联调,使交通信号灯控制电路正常工作。
五整机电路图六心得体会通过这次对交通灯得设计,让我对数字逻辑有了一个新得认识。
数字逻辑是一门集思维,动手于一体的学科,是电子、计算机等专业的学生必须掌握的一门课程,同其他科学一样,要学好数字逻辑,首先要学号基础知识,从进制间的转换,到小、中规模的电路设计,无不要对课本的深究和对基础知识的融会贯通。
数字逻辑特别强调的一点就是动手能力,因为它是一门与生活息息相关的学科,我们生活中需要的许多东西都与数字逻辑有着密切的关系。
如交通灯、汽车尾灯、三十秒篮球计时器、循环彩灯等。
学只是并不是学死知识,而是要把知识运用到实践中去。
当拿到设计交通灯的课题,首先得到的便是实际中的十字路口的交通灯。
因此,在出门的时候还特意留意了一下交通灯,这才发现实际情况与自己想的果然有很大的插入。
这也教会了我要学会把握生活中的细节。
联系实际再看老师给的设计要求便更能理解其目的。
在大致了解了设计目的后,在脑海中便有了一个大致的思路,但这只是一个非常模糊的思路,要使它逐渐清晰,就要以整体到细节做起。
因此,根据思路我们把设计分为三部分,即交通灯里状态分析部分,数字计时器部分和灯的部分,分头进行设计。
确定了大致框架后,就要抓细节了,通过查阅资料,明确思路,这是我认为非常重要的一点。
拿到这个课程后,我们没有忙着去找芯片,搭电路,而是花上一定的时间思考设计路线,我觉得有了正确的设计路线便是成功了一半。
接下来便是确定芯片,在纸上画出设计图,从一部分一部分的小规模设计做起,撇开整个设计,这一个一个的小规模设计,其实也就是我们学习当中再熟悉不过的东西。
完成了小规模设计后就是将这些小规模连接成大规模,这也是设计的难点和重点,也就是提到的设计路线。
当然,在设计中难免会发生错误,因为设计规模非常大,要检查起来也特别难。
遇到这样的情况,其一,出现了错误千万不能急,心态不好是检查错误的大忌;其二,要讲究技巧,从一个一个的小规模设计开始检查,再检查各小规模设计之间的连接线路有没有问题。
经常是一些不起眼的小问题影响了整个设计,例如:在我们把单个电路一一设计出来后,本以为已经没有问题了,最后在把各个电路拼凑连接在一起的时候却出现了问题, 就是两个计数器不能达到同步,我们苦思了很久,从每个脉冲分析起,直至把电路的每个小细节都分析清楚后,才发现问题所在,然后加以改进,最后终于还是成功了,除此之外,在设计的每个小环节中,我们都会碰到一些这样那样的小问题,但每次通过我们周密的分析后都能解决,同时我们也明白了只要有足够的耐心,问题一般都可迎刃而解。
最后,完成了设计后,我们进行了进一步的检查和润色,提升课题的功能,使其更加完美。
接下来的任务便是完成试验报告。
整个设计并非一帆风顺,经常遇到这样那样的困难,但两个人的合作让我们体会到了“团结就是力量”的含义。
第一次完成这样的课程设计也让我们受益非浅,锻炼了动脑,动手能力,更让我们体会到了一种责任感和团结的力量以及胜利的喜悦。
这对于我们既是挑战也是机会,是学习和实践的良好结合。
参考文献1. 胡锦. 数字电路与逻辑设计.北京:高等教育出版社,20002. 欧阳星明.数字逻辑.武汉:华中科技大学出版社,20013. 岳怡.数字电路与数字电子技术.西安:西北工业大学出版社,20004. 林时昌.数字逻辑电路与实验.北京:高等教育出版社,2002。