交通灯课程设计--交通灯控制器

交通灯课程设计一交通灯控制

数字逻辑课程设计报告

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一、设计题目

交通灯控制器

二、设计要求

1.东西方向为主干道，南北方向为副干道;

2.主干道通行40秒后，若副干道无车，仍主干道通行, 否则转换；

4.换向时要有4秒的黄灯期;

5.南北通行时间为20秒，到时间则转换，若未到时，但是南北方向已经无车，也要转换。

6.附加：用数码管显示计时。

三、设计过程

1.交通控制灯总体设计方案

整个交通控制灯电路可以用主控电路控制交通灯电路的亮灯顺

序，用计数器控制亮灯时间并给译码器输入信号以便数码管显示时间，用函数发生器产生频率为1Hz的矩形波信号以供计数器计数。框

图如下:

十字路口车辆运行情况只有4种可能(在副干道有车时)：

(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40s。

(2)40s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4s。

(3)4s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20s。

(4)20s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4s。4s后又回到第一种情况，如此循环反复。

因此，要求主控制电路也有4种状态，设这4种状态依次为：S0、SI、S2、S3o BP：

状态转换图

这四个状态可以用用一个4进制的异步清零计数器(74LS160)进行控制并作为主控部分，控制亮灯的顺序。再用两片计数器(74LS160) 控制亮灯时间，分别计数40、20、4o

2.主控电路

-LOAD

~CLR

CLK

&------

D2 ----------

VCC 状态转换图如下:

QAQBQCQD

74LS160N 5V

主控电路是由一块74LS160接成的4进制计数器，即当QC为1 时用异步清零法立刻将计数器清为零，同时，另外两片74LS160计数器产生的清零信号与主控电路的计数器的计数CLK连接，即当计数器一次计数完成后（一种的状态的亮灯时间过后），计数器清零，同时主控电路CLK接收一个脉冲，跳至下一状态。如此循环变可实现四个状态的轮流转换。

3.计数器

计数器的作用:一是根据主干道和副干道车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求，进行40s、20s、4s 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。

计数器除需要单位脉冲作时钟信号外，还应受主控制器的状态控制。计数器的工作情况为：计数器在主控制器进入状态SO时开始40s 计数；若在S0状态的40s过后，副干道没有车，则使主控制器始终清零，保持在S0状态（单刀双掷开关处于高电平），继续保持主干道路灯亮，副干道红灯亮。40s后如果副干道有车，则恢复主控制器正常状态（单刀双掷开关处于低电平），计数器产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入状态S1, 计数器开始4s计数，4s后又产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零，主控制器进入状态S2,计数器开始20s 计数；如果副干道一直有车则20s后也产生归零脉冲，使主控制器进入S3状态，如果在20s内没有车，则给主控制器传送一个脉冲信号（即按下按键开关，此时单刀双掷开关处于低电平），使主控制器直接跳到S3状态，同时计数器清零，计数器又开始4s计数；4s后同

XI 74LS160N

样产生归零脉冲，并向主控制器发出状态转换信号，使计数器归零, 主控制器回到状态so,开始新一轮循环。

根据以上分析，设40s、4s、20s、4s计数的清零信号分别为A、B、C, D, SO状态时副干道有车信号为P, S2状态时副干道有车信号为Q,则计数器的归零信号S为：S二A+B+C+D+Q

A二石?Xi ? （Q2高位）

B二石? Xi ?（Q1 高位）

C= Xo ? ￡? （Q2 低位）

D=Xo ? Xi ? （Q2 低位）

Q=1

主控制器的归零信号为：P=￡ ? ￡? 1

电路图如下：

、VCC

―[> ---- ------------ svp-r

---------------------- f---- {>

H>~r -------- --------------

X0xd. ng §s?

￡

vcc

ABCD

gQB

gQD

呻

-CLR