基于數(shù)字電路的交通燈設(shè)計-畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-12-16 02:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電容，無極性的容量沒有很大的。所以這種電路很能實現(xiàn)秒脈沖的發(fā)生。 方案二： 用 555 定時器組成多諧振蕩 器 555 定時器是一款非常實用的集成芯片，它經(jīng)常被用來定時。因為 555 定時器輸出穩(wěn)定，驅(qū) 動能力強。電路如 圖 ： T R I G2O U T34C V O L T5T H O L D6D IS C H G781R E S E T V C CG N D5 5 5C2C1R1R2CPV C C 圖 由 555 定時器組成的多諧振蕩器 所以脈 沖發(fā)生器我們采用法案二設(shè)計電路。 定時器設(shè)計論證 定時器實質(zhì)上是對秒脈沖的計數(shù) 。由于交通燈是按倒計時顯示的 ，所以使用倒計時計數(shù)芯片 。 所謂倒計時計數(shù)是指進行減計數(shù) 。這里我們采用功能強大的 74LS192 芯片 。它是一塊可預(yù)置數(shù)可逆計數(shù)芯片 。 它的 時序波形圖如圖 所示 ： 更多論文 6 C L RL O A DABCDUPD O W NQAQBQCQDCOBO 圖 74LS192 的時序波形圖 LOAD 為置數(shù)控制端 A、 B、 C、 D為數(shù)據(jù)輸入口 UP為加計數(shù)脈沖輸入 DOWN為減計數(shù)脈沖輸入 QA、 QB、 QC 、 QD 為數(shù)據(jù)輸出 CO 為加計數(shù) 進位輸出（低電平有效） BO 為 減計數(shù)進位輸出（低電平有效） 題中要求倒計時 25秒 ，可以是 024 秒倒計時也可以是 125 秒倒計時 。 習(xí)慣上 125 秒更符合人的特點 。而且我 們要進行 25 秒 、 20 秒、 5秒的不同時刻交通燈的控制 ，經(jīng)過多次設(shè)計和仿真發(fā)現(xiàn)采用 125秒 更為方便 。 控制器設(shè)計 控制器是交通燈控制電路的核心 ?？刂破髦饕?通過定時器對定時器循環(huán)的控制和對交通燈的控制 。我們可以通過定時器的輸出用一些 由 門組成的 控制器進行控制。 信號燈的論證 題中 已 要求采用發(fā)光二極管 作信號燈，并且使用紅、綠、黃三種 顏色 。為了更逼真我們將 在各條通道上使用 兩組相同 燈 作為各個方向的交通信號燈，而且從各個方向看去 燈的 從左到右的 順序為綠、黃、紅排列。 如圖 所示 紅綠黃紅綠黃紅綠 黃紅綠黃 更多論文 7 圖 信號燈的布局 譯碼驅(qū)動電路方案論證 這里的譯碼是把定時器輸出的 BCD 碼譯成數(shù)碼管顯示的符號代碼。它不僅要能譯碼還要有一定的驅(qū)動能里。由此我們選用了驅(qū)動能力強的 74LS248。 其功能引腳圖如圖 所示 ： （ a） 更多論文 8 （ b） 圖 74LS248 功能引腳圖 （ a）引腳圖 （ b）功能圖 數(shù)碼顯示器論證 譯碼驅(qū)動電路的輸出是高電平有效，所以要選用共陰數(shù)碼管。 更多論文 9 二、 電路的 設(shè)計 、 秒脈沖的設(shè)計 由前面的方案論證 ，我們采用了 555 芯片組成多諧振動器，而且對占空比沒定性要求 。由公式 T=(R1+2R2)C 計算 。根據(jù)電容的常用標(biāo)稱值，當(dāng) C=47μ F 時 R1+2R2= 。可取R1=10K,R2=10K 。 用電腦仿真發(fā)現(xiàn)周期為 秒，基本符合要求 。 、定時器 電路 的設(shè)計 由于要顯示 2位數(shù)，所以需要 2 片 74LS192 級聯(lián) 組成。當(dāng)減到 00 時讓芯片置數(shù) 成 25，這樣第 00秒將顯示 25 而不會顯示 00。 第 0秒時 定時器輸出將是 0000和 0000。我們注意到 十位顯示只顯示 0、 2，也就是只使用低位的兩根線就行了，高位兩根將一直輸出 00。這樣我們只要對六根輸出線進行同時或 在控制定時計數(shù)芯片置數(shù) 。有與定時計數(shù)芯片跳到 00000000 時就進行了置數(shù)，所以 輸出在極短的時間內(nèi)又跳到 置數(shù)數(shù) 25。 從 74LS192 的時序邏輯圖中可以看出 ，它是在計數(shù)脈沖的升沿時進行的相應(yīng)動作 ，所以 當(dāng) 它置數(shù)后要等到下一秒鐘的上升沿到來時 再進行一次減計數(shù)。 由于沒有找到六輸入的或門，我們 發(fā)現(xiàn)可以使用兩個 3 輸入或非們和一個與非門 ，即 A + B + C + D + E + F = （ A + B + C ） （ E + D + F ） 通過查閱 74 系列的資料后，我們找到了 74LS27 二 2 輸入或非門和 74LS00 四 2輸入與非門。 由此我們設(shè)計電路圖如圖 所示 ： 更多論文 10 111213U 5 D7 4 L S 0 03456U 7 B7 4 L S 2 7121312U 7 A7 4 L S 2 7CLR14UP5DWN4LD11CO12BO13A15QA3B1QB2C10QC6D9QD7U47 4 L S 1 9 2CLR14UP5DWN4LD11CO12BO13A15QA3B1QB2C10QC6D9QD7U37 4 L S 1 9 2v c c v c cCP 圖 定時器電路圖 、 控制電路 設(shè)計 我們假定 高電平表示該燈亮，低電平表示該燈滅 ，用 L 表示綠燈， Y表示黃燈， H 表示紅燈， 1 表示 1 條車道， 2 表示另一條車道。根據(jù)設(shè)計要求，我 們畫出 信號燈的時序邏輯圖如 圖 所示 ： L1H2Y1H1L2Y225 15 10 05 25 2020 15 10 05 25 20 15 10 05 25 20時間（ S ） 圖 各車道信號燈時序邏輯圖 經(jīng)過仔細觀察和研究 ： 各燈亮滅的周期為 50秒， 紅燈 25 秒變化一次，也就是一個計數(shù)周期。 電路要 記住循環(huán)次數(shù) 而且以兩次為一個周期 ，這使我們想到了觸發(fā)器。當(dāng) 定時計數(shù)器 置數(shù)端有 1到 0時， 定時器開始置數(shù)，同時也出現(xiàn)
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