課程設計--交通指示燈電路設計(編輯修改稿)
2025-07-10 16:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、工作環(huán)境等，明確系統(tǒng)的輸入信號有哪些，輸出信號有哪些，對輸入和輸出信號有什么要求等，只有在明確設計要求的基礎(chǔ)上才能進行該系統(tǒng)設計。 確定系統(tǒng)的總體方案。對于一個具體數(shù)字系統(tǒng)的設計，可能有多種不同的設計方案，方案的優(yōu)劣直接影響了整個數(shù)字系統(tǒng)的的質(zhì)量，因此，要從系統(tǒng)的實現(xiàn)原理、性能、成本、可靠性等方面來綜合考慮，最終確定設計方案。 系統(tǒng)功能劃分。系統(tǒng)總體設計方案確定后，可以根據(jù)所要設計的數(shù)字系統(tǒng)的特點，將整個系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)，一般可分為控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。 邏輯設計。把功能模塊所描述的邏輯功能進行邏輯設計，詳細的給出實現(xiàn)該邏輯功能的硬件描述和軟件描述。 物理設計。物理設計也成為電路設計，是用具體的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)功能模塊的邏輯功能 2. 設計方案 設計一個簡易的十字路口交通燈控制器。在十字路口，為了確保行人和車輛安全，在每個交叉口都設置了交通信號燈，交通信號燈由綠燈和紅燈組成，用以指示車輛和行人有序的通行，其中各條道路上的紅燈表示該條道路禁止通行，綠燈亮 表示該條道路路允 許通行。各條道路允許通行或禁止通行用數(shù)碼管顯示， 任務分析 確定總體方案 系統(tǒng)功能劃分 邏輯設計 物理設計 3 十字路口交通燈的工作情況為每條道路允許通行或禁止通行的時間都為 30 秒 任務分析 根據(jù)設計任務可知，交通燈控制器只有兩種工作狀態(tài)，每個工作狀態(tài)應保持一定的時間，來確保十字路口車輛和行人的安全通行，并且這兩個工作狀態(tài)可以自行轉(zhuǎn)換。其中一個干道是綠燈，另一個干道是紅燈。 為了使交通燈控制器在每個狀態(tài)規(guī)定的時間正常工作，需要設置秒脈沖發(fā)生電路，它即可以作為整個電路的時鐘信號，又可作為倒計時電路的時間信號。為了能夠?qū)νㄐ袝r間進行倒計時，需要設置 30 秒 定時電路，它接收外部提供的秒基準信號。并且控制器在每個狀態(tài)運行期間要發(fā)出控制信號，以驅(qū)動每條道路的指示燈。 經(jīng)過以上分析可知，交通燈控制器可以由控制模塊、秒脈沖控制模塊、倒計時和譯碼顯示模塊、指示燈驅(qū)動模塊等組成。 3. 方案實施 電路的模塊設計 多諧振蕩器的設計。秒脈沖產(chǎn)生電路可以用多諧振蕩器產(chǎn)生，多諧振蕩器采用 555 定時器構(gòu)成其電路圖如圖（ 1）。圖（ 1）中 555 定時器的 1 端接地， 4 端和 8 端接電源， 5 端通過 10nF 的電容地， 7 端通過電阻 R1 接電源， 2 端與 6 端接在一起，并通過電阻 R2 接 7 端、通過電容 C 接地，這樣便構(gòu)成了多諧振蕩器。如果電阻 R1=R2=48kΩ， C=10uF，根據(jù)電路振蕩周期 T=（ R1+2R2） Cln2 可知， T=≈1S 4 圖（ 1）多謝振蕩器電路圖 倒計時和譯碼顯示模塊。倒計時和譯碼顯示模塊主要由計數(shù)器、顯示譯碼器和數(shù)碼管組成。由于電路進行 30 進制減法計數(shù)，因此可以設計一個初值設定為30 的減法計數(shù)器， .數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管，另外，顯示譯碼器和數(shù)碼管配合使用，以構(gòu)成顯示電路。如圖所示。圖（ 2）中 74LS192 為 10 進制可逆計數(shù)器，數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管，顯示驅(qū)動電路采用 74LS192 構(gòu)成 30 進制減法計數(shù)器 。 U 為計數(shù)器 10 位， U6 為計數(shù)器個位，計數(shù)脈沖從個位 74LS192的 DOWN 端輸入，個位的借位輸出信號接十位 74LS192 的 DOWN 端，并且兩片的 UP
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