電子技術(shù)綜合訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)報告-交通燈【整理版】(編輯修改稿)
2025-07-24 02:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 位/錯位輸出端（CO/BO）輸出一個低電平脈沖，其寬度為CP 脈沖周期的高電平脈沖；行波時鐘輸出端（ RC ）輸出一個寬度等于CP 低電平部分的低電平脈沖。利用 RC 端，可級聯(lián)成N 位同步計(jì)數(shù)器。當(dāng)采用并行CP 控制時，則將RC 接到后一級CT ；當(dāng)采用并行CT 控制時， 則將RC 接到后一級CP。74LS190引出端符號 CO/BO 進(jìn)位輸出/錯位輸出端 CLK 時鐘輸入端（上升沿有效） CTEN計(jì)數(shù)控制端（低電平有效） D0～D3 并行數(shù)據(jù)輸入端 LOAD 異步并行置入控制端（低電平有效） Q0～Q3 輸出端 RCO 行波時鐘輸出端（低電平有效） U /D 加/減計(jì)數(shù)方式控制端74LS190外引腳排列如圖3所示圖3 74LS190外引腳排列 計(jì)數(shù)電路原理圖 計(jì)時電路設(shè)計(jì)如圖4所示 圖4 交通燈計(jì)時電路 其工作原理為：由信號源產(chǎn)生的脈沖CP送給74LS190低位片的時鐘端CLK處。輸入端A B C D分別接地.。低位片的行波時鐘輸出端RCO1與高位片的CLK相連，實(shí)現(xiàn)異步置數(shù)。兩個芯片的U /D端分別接高電平實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)控制 。 ，低位片輸出端QA,QB和QC,，U4的輸出和U1的輸出再接或門U5,U5的輸出端送給兩片74LS190的LOAD異步并行置入控制端，只有當(dāng)高位片QA QB QC QD 和低位片QA QB QC QD端全為零時，即計(jì)數(shù)器減到00時，重新置數(shù)30，實(shí)現(xiàn)了30進(jìn)制減計(jì)數(shù)控制方式。 控制電路由紅綠燈控制和黃燈控制兩部分組成，要了解電路的特點(diǎn)，首先應(yīng)了解交通燈的實(shí)際工作工程。當(dāng)啟動交通燈系統(tǒng)開關(guān)后，交通燈開始工作：假設(shè)當(dāng)甲方向紅燈亮?xí)r，乙方向綠燈亮，LED數(shù)碼管從30秒開始減法計(jì)數(shù)；25秒后，甲方向紅燈繼續(xù)亮，乙方向的綠燈熄滅，而黃燈開始有頻率的閃爍，LED數(shù)碼管從5秒開始減法計(jì)數(shù)；5秒后，甲方向的綠燈亮，乙方向的紅燈亮，同時乙方向的黃燈熄滅，LED數(shù)碼管從30秒開始計(jì)數(shù)；25秒后，甲方向的綠燈熄滅，黃燈有頻率的閃爍，而乙方向的紅燈繼續(xù)亮，LED數(shù)碼管從5秒開始計(jì)數(shù)；5秒后，甲方向紅燈亮，黃燈熄滅，乙方向的綠燈亮，LED數(shù)碼管又一次從30開始減法計(jì)數(shù)。在我們所設(shè)計(jì)的電路中，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)時給控制電路一個脈沖讓其控制黃燈發(fā)光，而到0s出現(xiàn)時，再給一個脈沖，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。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、0110，并分別用S0、SSS2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)動信號合二為一，并作如下規(guī)定：表3 交通燈的四種狀態(tài)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（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，乙車道緩行根據(jù)圖中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，控制器有四個狀態(tài)，因此可由兩個觸發(fā)器構(gòu)成，本設(shè)計(jì)中選用兩個JK觸發(fā)器產(chǎn)生四個狀態(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)換圖如下所示：圖5 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(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4 交通燈與控制器的四種狀態(tài)的關(guān)系狀態(tài)AGAYARBGBYBR00100001010100011100110010001010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。 控制電路設(shè)計(jì)如圖6所示 圖6 交通燈控制電路設(shè)譯碼器的主要任務(wù)是將控制器的輸出 Q Q0的4種工作狀態(tài)，翻譯成甲、乙車道上6個信號燈的工作狀態(tài)。控制器的狀態(tài)編碼與信號燈控制信號之間的關(guān)系如表4所示。表中A、B代表甲、乙車道。表5 控制器狀態(tài)編碼與信號燈關(guān)系表Q1 Q0AG綠燈AY黃燈AR紅燈BG綠燈BY黃燈 BR紅燈0 01000010
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