基于數(shù)字電路的交通燈設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-24 20:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 支干道圖5 信號燈驅(qū)動電路圖 計時器電路計時器電路是本次設(shè)計中做復(fù)雜也最為關(guān)鍵的一部分，這一部分又可以分為輸出和輸入兩部分。輸入的信號除了秒脈沖時鐘信號以外，更重要的是主控電路對其輸入的置數(shù)信號。輸出信號為三部分，分別是主次干道的計時顯示電路、置數(shù)端開關(guān)控制信號、主控電路的脈沖控制信號。 百進(jìn)制計數(shù)器電路這一部分我們選用兩片十進(jìn)制計數(shù)器芯片74LS190D級聯(lián)而成。74LS190D可以實(shí)現(xiàn)加計數(shù)和減計數(shù)，由U/D控制，當(dāng)輸入為低電平時進(jìn)行加計數(shù)，反之則為減計數(shù)，本次設(shè)計選用減計數(shù)，因此U/D端輸入始終為高電平。CTEN端為擴(kuò)展功能端，接入低電平時正常工作，級聯(lián)接線如圖6所示。圖6計時器級聯(lián)電路圖 置數(shù)端開關(guān)信號與主控器脈沖信號輸出電路當(dāng)計數(shù)器每完成一個狀態(tài)的計數(shù)后，需要打開自己的置數(shù)端接受主控器下一個狀態(tài)的置數(shù)，同時輸出脈沖送往主控器使其產(chǎn)生新的狀態(tài)。由于每完成一個計數(shù)狀態(tài)，計時器都會有一個低電平進(jìn)位輸出，我們可以將這個低電平送往置數(shù)端開關(guān)端口打開置數(shù)端，同時反向后送往主控器切換狀態(tài)。但由于進(jìn)位輸出信號過于短暫，可能使主控器電路來不及反應(yīng)就消失，造成電路不穩(wěn)定。為了解決這一個問題，使進(jìn)位輸出信號有足夠的寬度，我們想到用基本RS觸發(fā)器組成反饋置數(shù)電路，由于進(jìn)位輸出信號是低電平，所以反饋電路可設(shè)計如圖7所示。圖7 基本RS觸發(fā)器組成的進(jìn)位輸出電路 由主控器狀態(tài)控制的置數(shù)信號輸入按照設(shè)計要求，當(dāng)主干道允許通行并亮綠燈時，主道計數(shù)器需置入30s信號，30s計完以后輸出進(jìn)位信號和主控脈沖信號，主控電路進(jìn)入下個狀態(tài)，給主道計數(shù)器置入5s信號，同時主道黃燈亮起，開始5s計時，5s計完以后輸出進(jìn)位脈沖和主控脈沖信號，置數(shù)端被打開，主控制器接到脈沖切換到下一個狀態(tài)，給主計數(shù)器輸入下一個置數(shù)信號；在此過程中，次道信號燈一直是紅色禁止通行，計時器共計35s時間，因此，在主道開始亮綠燈允許通行時，支道計數(shù)器應(yīng)該被主控器置入35s計數(shù)信號，30s后盡管主控器狀態(tài)發(fā)生變化，但次道仍然為紅燈，次計數(shù)器沒有進(jìn)位輸出，置數(shù)開關(guān)關(guān)閉，不允許置數(shù)，直到35s后有進(jìn)位輸出而打開置數(shù)端開關(guān)。35s后，次道計數(shù)器和主道計數(shù)器同時送出進(jìn)位輸出，兩個置數(shù)開關(guān)被打開，主控器接受脈沖切換狀態(tài)，并送出新的置數(shù)信號，此時由于次道綠燈亮起允許通行，應(yīng)該被置入20s計時信號，20s后輸出進(jìn)位信號，置數(shù)端打開，同時送出主控器脈沖，使主控器切換到下一個狀態(tài)，即次道黃燈亮起，接受5s置數(shù)信號，并開始計時，直到5s后再次輸出進(jìn)位信號，打開置數(shù)開關(guān)，接受新的置數(shù)，與此同時輸出主控脈沖，使主控器狀態(tài)變化。在次道這25s的綠黃燈過程中，主道一直是紅燈禁止通行，因此主計數(shù)器在次道綠燈亮起的時刻應(yīng)該被置入25s計時信號開始計時，直到25s后與次道同時輸出進(jìn)位信號和主控脈沖信號，進(jìn)入下一個狀態(tài)。至此，主次道以及主控器完成一次狀態(tài)循環(huán)，具體關(guān)系如圖8所示。圖8主控
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