數(shù)字電子技術(shù)交通燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2024-11-28 12:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 CLK14U37 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14V C C5VV C C5VV C C5VV C C5VU 8 C7 4 L S 3 2 NU 8 A7 4 L S 3 2 NU 8 B7 4 L S 3 2 NU47 4 L S 0 8 JU 7 A7 4 L S 3 2 DU 7 B7 4 L S 3 2 DU 7 C7 4 L S 3 2 DU 1 2 A7 4 L S 0 0 DU 1 3 A7 4 L S 3 2 NU 5 A7 4 L S 0 8 DU 1 5L M C 5 5 5 C NGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2C11 0 n FC21 0 u FR747kΩR847kΩU 2 0 D7 4 L S 3 2 NU 1 7 A7 4 L S 0 4 DU 1 67 4 L S 0 4 DU94 5 1 1 B D _ 5 VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT3U 1 04 5 1 1 B D _ 5 VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT3U 1 1A B C D E F GCKR13 0 0 Ω RPACK 7R23 0 0 Ω RPACK 7R3300ΩU 1 9A B C D E F GCK1041031021011009998979673929493950V C C91908988878685V C C848382818079787776757407271706968676665640636261V C C605958575655545352 方案選擇 通過比較方案一和方案二 ，方案一結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)時(shí)電路和倒計(jì)時(shí)電路各自分開運(yùn)行，增加不必要的元器件，造成了成本的浪費(fèi)。而方案二結(jié)構(gòu)相 對簡單計(jì)時(shí)電路和倒計(jì)時(shí)電路合二為一，因此選擇方案二較好。 三 單元電路設(shè)計(jì) 脈沖信號發(fā)生電路 本設(shè)計(jì)中，脈沖信號發(fā)生器可以用一片 555 定時(shí)電路構(gòu)成的多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)，脈沖周期為 1s，其計(jì)算公式為 T=(R1+2R2)Cln2,以此信號作為下一步計(jì)時(shí)電路的 CP 脈沖。 因?yàn)楸倦娐分杏玫降氖?1s 的脈沖，所以依據(jù)電阻和電容的定值表可以得，我們選 R1=R2=47k， C2=10uF,C1=10nF. V C C5VU 1 5L M C 5 5 5 C NGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2C11 0 n FC21 0 u FR747kΩR847kΩV C C1516170 圖 31 上面即為產(chǎn)生 1s 的脈沖電路，仿真出的波形如下： 表 32 計(jì)時(shí)電路 設(shè)計(jì)中用兩片 BCD 碼減法計(jì)數(shù)器 74LS192 構(gòu)成 30 秒鐘倒計(jì)時(shí)電路，當(dāng)紅燈轉(zhuǎn)換成綠燈或黃燈轉(zhuǎn)換為紅燈是重新將 30 秒鐘置入減法計(jì)數(shù)器中， 30 秒倒計(jì)時(shí)電路開始新一輪工作， 74LS192 按照 BCD碼規(guī)律輸出。將兩片 74LS48 芯片的輸入端分別連接到十位減法計(jì)數(shù)器 74LS192 和個(gè)位減法計(jì)數(shù)器 74LS192 的輸出端上，輸出經(jīng)限流接到數(shù)碼管上，電路圖如下所示： 圖 32 控制電路 控制電路主要是由計(jì)數(shù)器輸出端的高低電平來控制，當(dāng)計(jì)數(shù)器從 30s 開始計(jì)數(shù)，一直到 05s 出現(xiàn)時(shí)給控制電路一個(gè)脈 沖讓其控制黃燈發(fā)光，而到 0s 出現(xiàn)時(shí)，再給一個(gè)脈沖，讓它控制紅綠燈，黃燈與紅燈的反轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)燈的有序控制。下圖為計(jì)數(shù)器給控制器所傳輸?shù)拿}沖信號：從上面的燈的幾種狀態(tài)看，一共有四種狀態(tài)，也就是說一次循環(huán)共有四次變化。這四種狀態(tài)如下： 設(shè)控制器的四種狀態(tài)編碼為 00、 0 1 10，并分別用 S0、 SS S2 表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如下表所示，控制器應(yīng)送出甲乙車道紅黃綠燈的控制信號。為了簡便起見，把燈的代號和燈的驅(qū)動(dòng)信號合二為一，并作如下規(guī)定： 表 32 控制狀態(tài) 信號燈狀態(tài) 車道運(yùn)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（ 110 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 根據(jù)圖中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，控制器有四個(gè)狀態(tài)，因此可由兩個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，本設(shè)計(jì)中選用兩個(gè) JK 觸發(fā)器產(chǎn)生四個(gè)狀態(tài)?？刂破鞯妮斎霝橛|發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和控制器觸發(fā)器的次態(tài)，由此可得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如下所示： 表 33 現(xiàn)態(tài) 次態(tài) Q1n 非Q1n Q2n Q2 非 n 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 觸發(fā)器采用雙 JK 觸發(fā)器 74LS73，正是利用了 JK 的置數(shù)功能，每 60s 實(shí)現(xiàn)四次置數(shù)，而燈也正是利用了這四次的狀態(tài)加上門電路來實(shí)現(xiàn)的。 譯碼器電路的作用是將控制器輸出構(gòu)成的四種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為甲乙車道上六個(gè)信號燈的控制信號。定義：甲車道綠燈亮為 AG=1，綠燈滅為 AG=0；黃燈亮為 AY=1，黃燈滅為 AY=0；紅燈亮為 AR=1，紅燈滅為 AR=0。同樣可以令乙車道上綠燈亮為 BG=1， 綠燈滅為 BG=0；黃燈亮為 BY=1，黃燈滅為 BY=0；紅燈亮為 BR=1，紅燈滅為 BR=0。則可以得到如下關(guān)系： 表 34 狀態(tài) AG AY AR BG BY BR 00 1 0 0 0 0 1 01 0 1 0 0 0 1 11 0 0 1 1 0 0 10 0 0 1 0 1 0 設(shè)計(jì)中要求黃燈亮?xí)r每秒鐘閃爍一次，可將 AY（ BY）信號與秒沖信號共同送入與門，然后用其輸出信號控制黃燈即可。 下圖即為兩路車行道燈的控制仿真圖： V C C5VV C C5VV C C5VU 9 A7473N1J
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