交通燈控制電路設計_數字系統(tǒng)綜合設計(編輯修改稿)
2024-10-01 16:18 本頁面
【文章內容簡介】 ，系統(tǒng)又轉換到第（ 1）種工作狀態(tài)。 交通燈以上 4 種工作狀態(tài)的轉換是由控制器器進行控制的。設控制器的四種狀態(tài)編碼為 00、 0 1 10，并分別用 S0、 S S S2 表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如表 2所示，控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見，把燈的代號和燈的驅動信號合二為一，并作如下 表 22規(guī)定： 控制狀態(tài) 信號燈狀態(tài) 車道運行狀態(tài) S0（ 00） 甲綠 、 乙紅 甲車道通行，乙車道禁止通行 S1（ 01） 甲黃 、 乙紅 甲車道緩行，乙車道禁止通行 S3（ 11） 甲紅、乙綠 甲車道禁止通行，乙 車道通行 S2（ 10） 甲紅，乙黃 甲車道禁止通行，乙 車道緩行 AG=1 甲車道綠燈亮 甲車道通行 BG=1 乙車道綠燈亮 乙車道通行 AY=1 甲車道黃燈亮 甲車道緩行 BY=1 乙車道黃燈亮 乙車道緩行 AR=1 甲車道紅燈亮 甲車道禁止通行 BR=1 乙車道紅燈亮 乙車道禁止通行 表 22狀態(tài)轉化表 由此得到交通燈的 ASM 圖，如 圖 23 所示。設控制器的初始狀態(tài)為 S0（用狀態(tài)框表示 S0），當 S0 的持續(xù)時間小于 25 秒時， TL=0（用判斷框表示 TL），控制器保持 S0 不變。只有當 S0 的持續(xù)時間等于 25 秒時， TL=1，控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號 ST（用條件輸出框表示 ST），并轉換到下一個工 作狀態(tài)。 數 字 系 統(tǒng) 綜 合 設 計 （論 文） 7 圖 23 交通燈的 ASM圖 交通燈控制電路的控制核心模塊設計 秒脈沖發(fā)生器 的設計 秒脈沖發(fā)生器由 NE555 電路及外圍電路組成，其中 R9=15K 、R8=68K,C3=10uF 的電阻電容值決 定了脈沖寬度。既 T=(R8+2R9)C2ln2 當 T=1S，即可湊出 R R C3 其中 C3= 是為了保持輸出的波形的穩(wěn)定。 如圖 24 所示， R9=68K、 C3=10uF 組成一個串聯(lián) RC 充放電電路，在 NE555的 7 腳上輸出一個方波信號， C3 上得到一個三角波。此三角波送到 NE555 的 2腳輸入端。由 NE555 內部的比較器和門電路共同作用，維持 7 腳上的方波信號和3 腳上的輸出方波。 S0 00 AG BR TL ST 0 1 S1 01 AY BR TY ST ST S4 11 AR BY S3 10 AR BG TY TL ST 0 1 0 1 1 0 數 字 系 統(tǒng) 綜 合 設 計 （論 文） 8 圖 23 秒脈沖發(fā)生器原理圖 定時 器 的設計 定時器由與系統(tǒng)秒脈沖（由時鐘脈沖產生器提供）同步的計數器構成，要求計數器在狀態(tài)信號 ST 作用下，首先清零，然后在時鐘脈沖上升沿作用下，計數器從零開始進行增 1 計數，向控制器提供模 5 的定時信號 TY 和模 25 的定時信號TL。 計數器選用集成電路 74LS160 進行設計較簡便。 74LS160 是 10 進制同步 加法 計數器，它具有 異步 清零、同步置數的功能。 74LS160 功能表如表 24 所示 。 表 24 74LS160功能表 CLK RD’ LD’ EP ET 工作狀態(tài) X ↑ X X ↑ 0 1 1 1 1 X 0 1 1 1 X X X X 0 1 X 0 1 1 置零 預置數 保持 保持 （ C=0） 計數 數 字 系 統(tǒng) 綜 合 設 計 （論 文） 9表中 RD’是低電平有效的同步清零輸入端， LD’是低電平有效才同步并行置數控制端， EP、 ET 是計 圖 23 交通燈的 ASM 圖數控制端， CO 是進位輸出端，D0～ D3 是并行數據輸入端， Q0～ Q 3 是數據輸出 端。 設計如圖 25 圖 25 交通燈定時器 其工作原理為：由秒脈沖發(fā)生器產生的秒脈沖 CLK 分別送給兩個 74LS160的清零端 9 處。如圖所示：輸入端 分別接地 .。 U1 的 7 和 10 由 U2 的 114 經過與門相與后相連。 .即：只有當時 1 14 處產生一個高電平脈沖時才能觸發(fā) U1 中的 14產生脈沖。當 U13C74LS04的 ST信號分別送給 U1 和 U2 的 LOAD。就可以得到 TY 和 TY 非是秒脈沖的 5 倍； TL 和
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