【文章內(nèi)容簡介】 碼管顯示出來。定時的起始信號由狀態(tài)控制電路給出，當(dāng)一種定時時間結(jié)束的信號輸入到狀態(tài)控制電路時，由控制電路去啟動、關(guān)閉三色交通燈或啟動另一種倒計時電路。 我覺得第一個方案更符合我們的實際要求 , 故 選擇 第一個方案 。 第 5 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 3 單元模塊設(shè)計 本章主 要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計算、元器件選擇、以及核心器件進行必要說明。 各 單元模塊 功能介紹及電路設(shè)計 本系統(tǒng)主要分為四個單元模塊，它們分別是：秒脈沖發(fā)生器、定時電路模塊、控制器電路模塊和譯碼器模塊。各 單元模塊功能 及相關(guān) 電路 的具體說明如下。 脈沖信號發(fā)生器 秒脈沖信號發(fā)生器需要產(chǎn)生一定精度和幅度的矩形波信號。本設(shè)計中由于秒脈沖信號作為計數(shù)器的計時脈沖，其精度直接影響計數(shù)器的精度，因此要求秒脈沖有比較高的精度。一般情況下，要做出一個精度比較高、頻率很低的振蕩器有一定的難度，工程上解決這一問題的辦法是先做一個頻率比較高的矩形波振蕩器，然后將其輸出信號通過計數(shù)器進行多級分頻，就可以得到頻率比較 低、精度比較高的脈沖信號發(fā)生器，其精度取決于振蕩器的精度和分頻級數(shù)。按照這種的思路設(shè)計出圖 31 所示的秒脈沖信號發(fā)生器。 圖 31 秒脈沖發(fā)生器 圖 31中由陶瓷振蕩器、電阻、電容和 4060 內(nèi)含的振蕩電路共同構(gòu)成 32768 ZH 振蕩器，產(chǎn)生頻率為 32468 的 ZH 矩形波，經(jīng) 4060 內(nèi)部的 14 級計數(shù)器的分頻，得到頻率為 2 ZH 的矩形波，然后由 74LS160 的 0Q 端得到頻率為 1 ZH 的秒脈沖信號，用該脈沖作為減法計數(shù)器的計數(shù)脈沖。 第 6 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 定時器 模塊設(shè)計 74LS161 的外引線排列圖 如圖 32 所示 。 圖 32 74LS161 管腳圖 其功能表如表 31 所示。 表 31 74LS161 功能表 輸 入 輸 出 MR CLK TC CEP CET P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф 0 0 0 0 1 ↑ 0 Ф Ф d c b a d c b a 1 ↑ 1 0 Ф Ф Ф Ф Ф Q3 Q2 Q1 Q0 1 ↑ 1 Ф 0 Ф Ф Ф Ф Q3 Q2 Q1 Q0 1 ↑ 1 1 1 Ф Ф Ф Ф 狀態(tài)碼加 1 以秒脈沖作為計數(shù)器的計數(shù)脈沖，設(shè)計一個四十五進制和五進制的計數(shù)器，如圖33 所示。 第 7 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 圖 33 定時器電路 控制器 模塊設(shè)計 控制器是交通管理的核心，它應(yīng)該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 按照圖 23 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，控制器有 4 個狀態(tài)，因此可由兩個觸發(fā)器構(gòu)成，本設(shè)計中選用兩個 JK 觸發(fā)器產(chǎn)生 4 個狀態(tài)。 （ 1） A 車道綠燈亮， B 車道紅燈亮，此時 A 車道允許車輛通行， B 車道禁止車輛通行。當(dāng) A 車道綠燈亮能夠規(guī)定時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)。 （ 2） A 車道黃燈亮， B 車道紅燈亮，此時 A 車道允許超過停車線的車輛繼續(xù)通行，而未超過停車線的車 輛禁止通行， B 車道禁止車輛通行。當(dāng) A 車道黃燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)。 （ 3） A 車道紅燈亮， B 車道綠燈亮。此時 A 車道禁止車輛通行， B 車道允許車輛通行，當(dāng) B 車道綠燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)—— (1)描述中的狀態(tài)。 由以上分析，交通信號燈有 4 個狀態(tài)，可分別用 0S 、 1S 、 3S 、 2S 來表示，并且分別分配狀態(tài)編碼為 00、 0 1 10，由此可得到控制器的狀態(tài)。 第 8 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 表 32 控制器狀態(tài)表： 控制狀態(tài) 信號燈狀態(tài) 車道運行狀態(tài) 0S （ 00） A 綠燈， B 紅燈 A 車道通行， B 車道禁止通行 1S （ 01） A 黃燈， B 紅燈 A 車道過線車通行，未過線車禁止通行， B 車道禁止通行 3S （ 11） A 紅燈， B 綠燈 A 車道禁止通行， B 車道通行 2S （ 10） A 紅燈， B 黃燈 A 車道禁止通行， B 車道過線車通行，未過線車禁止通行 圖 34 控制器 的狀態(tài)圖 控制器的輸入為觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)以及 LT 和 YT ，控制器的輸出為觸發(fā)器的次態(tài)和控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號 TS ,由此得到表 33 所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。 表 33 控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 輸入 輸出 現(xiàn) 態(tài) 1nQ 0nQ 狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件 次 態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號 LT YT 11nQ? 10nQ? TS 00 10 01 11 0/0 0 /0 1 /1 0/0 1/1 1 /1 0 /0 0/0 /LY TTTS 第 9 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 根據(jù)表 33，寫出狀態(tài)方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號方程為 11 1 0 1 0 1 0n n n n n n nYYQ Q Q T Q Q Q Q T? ? ? ? （ 31） 10 1 0 1 0 1 0n n n n n n nLLQ Q Q T Q Q Q Q T? ? ? ? （ 32） 1 0 1 0 1 0 1 0n n n n n n n nT