電子技術(shù)交通燈控制電路設(shè)計(jì)-wenkub
2022-11-27 18:05:29 本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算說(shuō)明； 元器件選擇和電路參數(shù)計(jì)算的說(shuō)明等。 注： 1． 此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng) 系、 教研室審批 ， 指導(dǎo)教師 、 學(xué)生 簽字后 生效； 2． 此表 1 式 3 份，學(xué)生、 指導(dǎo)教師、教研室各 1份。不過(guò)說(shuō)也奇怪，整天想著這些問(wèn)題，腦子和身體卻一點(diǎn)都不會(huì)覺(jué)得累。 在本次課程設(shè)計(jì)里，將以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法， 利用數(shù)字 電 路的基本知識(shí) ，來(lái) 實(shí)現(xiàn) 一個(gè)簡(jiǎn)單的交通 信號(hào) 燈控制系統(tǒng)。 元件明細(xì)表 ..................................................2 參考文獻(xiàn) ........................................................3 7 1 系統(tǒng)論述 原理框圖 十字路口的車輛順利、暢通地通過(guò)，往往都采用自動(dòng)控制的交通信號(hào)燈來(lái)進(jìn)行指揮。 脈沖產(chǎn)生電路用以驅(qū)動(dòng)倒計(jì)時(shí)電路 ，置數(shù)電路將交通 燈亮?xí)r間預(yù)置到計(jì)數(shù)電路和寄存器中 ， 信號(hào)燈模塊對(duì)信號(hào)燈的各種狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)控制 ， 倒計(jì)時(shí)模塊以 基準(zhǔn)時(shí)間秒為單位做倒計(jì)時(shí) ， 數(shù)碼顯示模塊顯示倒計(jì)時(shí)的時(shí)間 ， 主控模塊對(duì)電路種的各個(gè)模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)控 制。但單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器產(chǎn)生的脈沖是經(jīng)過(guò)對(duì)波形的整形得到的，需要輸入波形，這顯然增加了電路的復(fù)雜性。 （ a）電路圖 （ b）工作波形 圖 2 用多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖 本設(shè)計(jì)中倒計(jì)時(shí)模 塊的脈沖就運(yùn)用此 555 構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)只需進(jìn)行四個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，用觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路太復(fù)雜，而且不好實(shí)現(xiàn) 。 由表 1 可知， 74LS194 主要邏輯功能有： ① 同步置數(shù)功能：當(dāng) RD、 S S0 都接高電平時(shí)，來(lái)一個(gè) CP上升沿，就將 D C B A四個(gè)數(shù)分別置入 QD QC QB QA 中。QD與 SR相連， 打開(kāi)電源前，先將 J1置于 cp檔， J2 置于 VCC 檔，移位寄存器 準(zhǔn)備置數(shù) 。 寄存器的四個(gè)狀態(tài)如圖 4所示。 74LS190 為單時(shí)鐘十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器， 74LS191 為單時(shí)鐘四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器， 74LS193 為雙時(shí)鐘四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。 由于本設(shè)計(jì)需要的是 45s、 25s 和兩個(gè) 5s 總共四個(gè)倒計(jì)時(shí)，對(duì)于這一 點(diǎn) ，本設(shè)計(jì)是通過(guò)移位寄存器 來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ，所以說(shuō)移位寄存器的運(yùn)用是本設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。 U17 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14 11 表 2 74LS190 功能表 由表我們可以看出， 74LS190 的主要邏輯功能有： ⑴ 異步置數(shù)功能：當(dāng) LD=0 時(shí)，與 CP 無(wú)關(guān)，直接并行輸入數(shù)據(jù) D C B A， QD QB QC QA=D C B A。 ⑶ 保持功能：當(dāng) CT=LD=1 時(shí)，計(jì)數(shù)器保持原來(lái)的狀態(tài)不變。 輸入 輸出 說(shuō) 明 LD CT U/D CP D C B A QD QC QB QA 0 X X X D C B A D C B A 并行異步置數(shù) 1 0 0 ↑ X X X X 加計(jì)數(shù) 1 0 1 ↑ X X X X 減計(jì)數(shù) 1 1 X X X X X X 保持 12 U 2 77 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14U 2 87 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14U 8 C7 4 L S 3 2 DU 8 D7 4 L S 3 2 DU 1 0 D7 4 L S 3 2 DU 1 2 B7 4 L S 3 2 DU 1 2 D7 4 L S 3 2 DU 1 5 A7 4 L S 3 2 DU 1 A7 4 L S 3 2 NJ3K e y = S p a c eJ4K e y = S p a c e1412111098711516171819345613QDQBV C C5V2V C C0 圖 6 倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器模塊電路 首先需將兩片 74LS190 級(jí)聯(lián)成 100 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，即將低位的進(jìn)位端輸入到高位的控制端 CTEN，為了提高速度，兩片采用同步級(jí)聯(lián)的方式。計(jì)數(shù)器剛開(kāi)始工作時(shí)需要預(yù)先置入第一個(gè)數(shù) 45，即高位的 QC為 1，而 QC 所接的移位寄存器的 QD 此時(shí)為低電平，因此設(shè)計(jì)中加了一個(gè)開(kāi)關(guān) J4來(lái)為計(jì)數(shù)器提供正確的置數(shù)條件；而 J3 是用來(lái)控制計(jì)數(shù)器的倒計(jì)數(shù)的，防止交通燈未進(jìn)入初始狀態(tài)就開(kāi)始計(jì)數(shù)。 13 顯示模塊 方案： 本 設(shè)計(jì) 要求將各個(gè)倒計(jì) 時(shí)時(shí)間 用數(shù)碼管顯示出來(lái)。 對(duì)于這兩種方案，我們選擇第二種方案。 X X X3分別表示主干道的綠燈、黃燈、紅燈； X X X5分別表示支干道的綠燈、黃燈、紅燈。184。將集成 7段數(shù)碼管與計(jì)數(shù)器的輸 出 端直接對(duì)應(yīng)相連，顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 圖 11 主干道綠燈和支干道紅燈亮 圖 12 主干道紅燈和支干道綠燈亮 圖 13 主干道紅燈和支干道綠燈亮 圖 14 主干道紅燈和支干道黃燈亮 2 元件明細(xì)表 本設(shè)計(jì)中所用到的元件明細(xì)如表 4 所示。當(dāng)主干道綠燈和支干道
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