數(shù)字電子技術課程設計說明書-十字路口交通管理控制器(編輯修改稿)
2025-09-06 11:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一個工作狀態(tài)的定時。設主干道方向紅綠黃燈分別為R,G,Y,次道路方向紅綠黃燈分別為r,g,y。用十進制減數(shù)計數(shù)器控制三種狀態(tài)的保持和切換，主干道和次干道共用同步的脈沖信號，主干道方向先由60s減數(shù)到0s的時候切換為黃燈并開始5s倒計時，到第二次減數(shù)到0s時切換為綠燈并開始25s倒計時，待減數(shù)到0s時在切換為綠燈，為一個循環(huán)（周期為90s）。同理，次干道方向紅黃綠三燈保持亮的時間分別為65s、20s、5s，一個循環(huán)也是90s，可實現(xiàn)紅黃綠的切換。如圖4為工作流程圖：圖4 交通燈工作流程圖根據(jù)設計要求，主道路綠、紅、黃燈亮的時間分別為60s、25s、5s，次道路綠、紅、黃燈亮的時間為20s、65s、5s。方案一可以通過能自動裝入不同定時時間的定時電路以完成定時任務。方案二可以通過移位寄存器產(chǎn)生固定周期信號控制交通燈。比較兩種方案，方案二電路簡單易理解，但其不能滿足主次道路通行時間不同的要求。方案一可以通過定時器滿足這一點，而方案二只能預置時間不滿足定時器，考慮到制作成本和考核重點，熟悉計數(shù)器的應用，因此選擇方案二。3單元電路的設計根據(jù)設計要求各信號燈的工作順序流程圖如圖5所示，由計數(shù)器控制交通燈不同狀態(tài)下的切換與否。信號燈三種不同的狀態(tài)分別用S0（綠燈亮）表示、S1（黃燈亮）、S2（紅燈亮）表示，其狀態(tài)編碼即狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖6所示。圖5 信號燈的工作順序流程圖 主干道和次干道的交通燈始終在三種狀態(tài)下工作，相互轉(zhuǎn)換，在主干道亮綠燈和黃燈時次干道亮紅燈，在主干道亮紅燈時次干道亮綠燈黃燈，要是兩部分交通燈在同時轉(zhuǎn)換為下一個狀態(tài)只需要相同的脈沖輸入和轉(zhuǎn)換的時間融合。圖6 交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換使得我們只能用計數(shù)器做出一個三進制的轉(zhuǎn)換器，同樣我們可以用74LS192的加計數(shù)來實現(xiàn)這一過程，只需要加計數(shù)從00計算到10時下一位變?yōu)?0，由于74LS192是同步計數(shù)器，可以使之在11處重新置數(shù)位00即可，具體電路圖如圖7所示：圖7 三進制轉(zhuǎn)換部分圖7中，PL為置數(shù)端，低電平有效，所以Q0Q1為11的時候經(jīng)過與非門使PL工作馬上將Q0Q1置為00，而實現(xiàn)00→01→10→00的轉(zhuǎn)換。三種狀態(tài)變換時置數(shù)也分別不一樣，在00的時候主干道置數(shù)60s開始倒計時，同時次干道置數(shù)65s開始計時，01的時候主干道置數(shù)5s開始倒計時次干道置數(shù)20s開始倒計時，10s的時候主干道置數(shù)25s開始倒計時次干道置數(shù)5s開始倒計時。則可清除的形成以下狀態(tài)：主干道綠燈變紅燈時有60s減至00s此時次干道紅燈倒計時至5s，主干道變黃燈由5s開始倒計時至0s而次干道紅燈繼續(xù)由5s倒計時至0s，此時主干道變紅為25s開始倒計時次干道變綠燈有20s開始倒計時，20s后主干道還處于紅燈狀態(tài)由5s繼續(xù)倒計時，而此時次干道正為黃燈開始5s倒計時，5s以后變?yōu)?0狀態(tài)，開始新一輪循環(huán)，便實現(xiàn)了時序圖的要求。置數(shù)部分由雙4選1數(shù)據(jù)選擇器執(zhí)行，由于置數(shù)只是60、265故最高位可以直接接地，所以主干道和次干道各需3個數(shù)據(jù)選擇器，每個數(shù)據(jù)選擇器的兩個輸出分別控制十位和各位的低三位ABC端的置數(shù)，以次干道為例，如圖8所示：圖8 數(shù)據(jù)選擇器置
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