十字路口交通燈控制器設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-26 01:16 本頁面
【正文】 十字路口交通燈控制器設(shè)計(jì)方案1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 設(shè)計(jì)題目：十字路口交通燈控制器 設(shè)計(jì)要求 每個(gè)選題最多只允許8人進(jìn)行設(shè)計(jì)，每題的n個(gè)設(shè)計(jì)必須保證不雷同——包括設(shè)計(jì)和報(bào)告；否則，輕微雷同的影響成績，嚴(yán)重的不及格。盡量能夠進(jìn)行仿真驗(yàn)證運(yùn)行，仿真工具可自選MultiSim/ModelSim/QuartusII/ISE/Protous中之一。 設(shè)計(jì)目的 (1) 掌握十字路口交通燈控制器的構(gòu)成、原理與設(shè)計(jì)方法；(2) 熟悉集成電路的使用方法 基本要求 (1)設(shè)計(jì)一個(gè)具有三種信號燈（紅、黃、綠）的十字路口交通燈控制器，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛留出時(shí)間停在禁行線外；(2)主、支干道交替允許通行，主干道每次放行40秒，黃燈亮5秒；支干道放行20秒，黃燈亮5秒；(3)各計(jì)時(shí)電路顯示。2 設(shè)計(jì)思路如今，可以這樣說在世界的的各個(gè)地方的馬路上都可以看見紅綠燈，正是有了這個(gè)高科技的產(chǎn)品，減少了許多人力在指揮交通上，同時(shí)也避免了許多本可以避免的交通事故。如今他已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最長見和最有效的手段。但這一技術(shù)早在19世紀(jì)就已經(jīng)問世了，而且隨著時(shí)代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，信號燈的技術(shù)也得到了發(fā)展。1858年，在英國倫敦的主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行，這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。1914年，電器啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，他被安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈?，F(xiàn)在正在應(yīng)用的紅綠燈主要有三種類型，定周期的信號機(jī)，多時(shí)段且具有無電纜協(xié)調(diào)功能的微電腦型信號機(jī)以及聯(lián)網(wǎng)式自適應(yīng)多相位智能式信號機(jī)。其中定周期信號機(jī)這一類型以其設(shè)計(jì)簡單，成本低，安裝及維護(hù)方便等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)中我所設(shè)計(jì)的十字路口交通燈控制器就屬于這一類型。在本次課程設(shè)計(jì)中針對“十字路口交通燈控制器”這一課題，我采用了555脈沖發(fā)生器產(chǎn)生1KHz的方波，并通過三個(gè)74160分頻器進(jìn)行分頻，產(chǎn)生大小為1KHz的方波，即1秒的脈沖信號供電路使用。我選擇74163對信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過非門和6線與門產(chǎn)生T30秒，Ts20秒，Ty5秒的計(jì)數(shù)范圍為74153數(shù)據(jù)選擇器提供信號，同時(shí)返回St是計(jì)數(shù)器清零重新計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)選擇器輸出的信號通過D觸發(fā)器向譯碼器傳遞，然后通過非門和或門產(chǎn)生四種分配狀態(tài)，即主綠——支紅，主黃——支紅，主紅——支綠，主紅——支黃的循環(huán)，達(dá)到十字路口交通燈的作用，滿足課程設(shè)計(jì)的要求。3 設(shè)計(jì)方框圖主干道信號燈觸發(fā)器譯碼器支干道信號燈定時(shí)器秒脈沖發(fā)生器主控器計(jì)數(shù)顯示器譯碼器由對十字路口交通燈控制器的分析可以畫出十字路口交通燈控制器的原理方框圖，如上圖所示。他是由控制器、定時(shí)器、譯碼器狀態(tài)0支干道綠燈亮狀態(tài)1支干道黃燈亮狀態(tài)2主干道綠燈亮狀態(tài)3主干道黃燈亮信號燈狀態(tài)與車道運(yùn)行狀態(tài)如下：S0：主干道車道的綠燈亮，車道通行；支干道車道的紅燈亮，車道禁止通行。S1：主干道車道的黃燈亮，車道緩行；支干道車道的紅燈亮，車道禁止通行。S2：主干道車道的紅燈亮，車道禁止通行；支干道車道的綠燈亮，車道通行。S3：主干道車道的紅燈亮，車道禁止通行；支干道車道的黃燈亮，車道緩行。4 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 秒脈沖信號發(fā)生器本電路中的振蕩器是由555定時(shí)器和R和C構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。工作原理：通過調(diào)整電阻R的阻值與電容C的容值來調(diào)節(jié)振蕩器的產(chǎn)生頻率，此次設(shè)計(jì)中振蕩器的振蕩頻率為1Hz，即所需要的秒脈沖信號。秒信號產(chǎn)生電路參數(shù)計(jì)算，555振蕩器電路的振蕩周期可由下式估算： T=t1+t2=1 s t1=(R1+R2 +R2)C1 t2=，可得
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