【正文】 DesignRules 的 Menu 處從其它板導(dǎo)出后，再導(dǎo)入這塊板）這個(gè)步驟不必每次都要設(shè)置，按個(gè)人的習(xí)慣，設(shè)定一次就可以。 在這部分的學(xué)習(xí)中，更加熟練地掌握了 protel 軟件的功能。制作時(shí)，要注意每個(gè)元件的封裝，要求了可以安全有效的導(dǎo)入自己制作的網(wǎng)絡(luò)表中。 Protel 的學(xué)習(xí)不是一朝就能學(xué)會(huì)的，它是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，只有在不間斷的重復(fù)的實(shí)際演練與操作中，自己的水平與能力才會(huì)有一定的熟練與提高。因此，紅綠交通信號(hào)燈成為交管部門(mén)管理交通的重要工具之一 。有了交通燈人們的安全出行有了很大的保障。尤其是近幾年來(lái)，隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路分析和設(shè)計(jì)方法有了很大的改進(jìn)，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化也已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通 燈控制電路的設(shè)計(jì)提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，在本次課程設(shè)計(jì)里，將以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)交通控制信號(hào)燈。 設(shè)計(jì)要求： ：主干道綠燈 30 秒，支干道綠燈 30 秒 。 由于所學(xué)知識(shí)有限，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)老師批評(píng)指正。交通燈控制 器 主要由控制器 、秒 脈沖發(fā)生器 、定 時(shí)器 、 譯碼顯示電路 及 信號(hào)燈組成。 控制器通過(guò) RT 對(duì)定時(shí)器進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字的顯示 及綠、黃、紅燈的轉(zhuǎn)換。 設(shè)計(jì)要求 ： ：主干道綠燈 30 秒，支干道綠燈 30 秒 。 第一章 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)概述： 系統(tǒng)由秒脈沖信號(hào)發(fā)生器 、 定時(shí)器 、 控制器 、 譯碼顯示器 、 信號(hào)燈顯示器五大部分組成。譯碼顯示器在控制器的控制下，改變交通燈信號(hào)，分別產(chǎn)生三種倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示，控制器根據(jù)定時(shí)器的信號(hào)，進(jìn)行狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，使顯示器的顯示發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)變。 總體設(shè)計(jì)方案： 圖 1 為交通燈 的一個(gè)整體設(shè)計(jì)框圖。其中控制器是核心部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作，秒脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生定時(shí)器和控制器所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，譯碼器輸出兩路信號(hào)燈的控制信號(hào)。MG、 MY、 MR 分別表示主干道綠 、 黃 、 紅三色燈， NG、 NY、 NR 分別表示支干道綠 、 黃 、 紅三色燈。 圖 1 交通燈系統(tǒng)框圖 因此，用定時(shí)器分別產(chǎn)生三個(gè)時(shí)間間隔后，向控制器發(fā)出“時(shí)間已 13 到”的信號(hào)，控制器根據(jù)定時(shí)器的信號(hào)，決定是否進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 交通燈控制器的控制過(guò)程分為四個(gè)階段，對(duì)應(yīng)的輸出有四種狀態(tài)，分別用 S0、 S S S3 表示。當(dāng)主干道綠燈亮夠規(guī)定的時(shí)間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)主干道黃燈亮夠規(guī)定時(shí)間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。此時(shí)主干道禁止車輛通行，支干道允許車輛通行，當(dāng)支干道綠燈亮夠規(guī)定時(shí)間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。此時(shí)主干道禁止車輛通行，支干道允許超過(guò)停車線的車輛通行，而未超過(guò)停車線的車輛禁止通行。 S0、 S S S3 狀態(tài)分別分配狀態(tài)編碼為 00、 0 1 10，由此得到控制器的狀態(tài)，如表 1，表 2 所示。 第二章 單元電路 設(shè)計(jì)與分析 ： 方案一： 本實(shí)驗(yàn)采用 555定時(shí)器組成秒脈沖信號(hào)發(fā)生器。C, 若 T=1s ，令 C=10μf， R1=39K?,那么R2≈51K?。在調(diào)試電路時(shí)，調(diào)節(jié)電位器 RP ,使輸出脈沖周期為 1s。 先用石英晶體振蕩器和若干電阻電容組成頻率為 32768Hz 的信號(hào)發(fā)生器，再用十四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CD4060 14 進(jìn)行 14 分頻使其成為 2Hz 的信號(hào)，最后用 D 觸發(fā)器進(jìn)行 2 分頻，使其成為頻率為 1Hz 的秒脈沖信號(hào)。用石英晶體構(gòu)成秒脈沖信號(hào)發(fā)生器不需要外加輸入信號(hào)，而且其脈沖頻率很穩(wěn)定，起振快、時(shí)基精度高，它的工作頻率僅決定于石英晶體的振蕩頻率，而與電路中的 R、 C 的數(shù)值無(wú)關(guān)。但由于本 次設(shè)計(jì)是基于 軟件的，而 上不支持石英晶體振蕩器，所以在仿真過(guò)程中可以使用 555 定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖觸發(fā)器代替。 、定時(shí)器的設(shè)計(jì)： 方案一： 用 74LS193 直接構(gòu)成減計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，在控制信號(hào)ST 的作用下，計(jì)數(shù)器以減計(jì)數(shù)向控制器提供 M M2 M45 的信號(hào)，即TY、 TS、 TL 的時(shí)間信號(hào)。 方案選擇： 74LS193 是雙時(shí)鐘同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，用它進(jìn)行減計(jì)數(shù)與數(shù)字顯示倒計(jì)時(shí)相符合。而用 74161 可以級(jí)聯(lián)，只需要 2 17 片即可向控制器提供 M M2 M45 的信號(hào)，倒計(jì)數(shù)可在數(shù)字顯示電路中實(shí)現(xiàn)。因而選擇方案（ Ⅱ ）。而且要 求計(jì)數(shù)器在狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào) ST 的作用下，首先清零，然后開(kāi)始計(jì)數(shù)，電路如圖 4 所示。amp。1C PDC PQDC PQDC PQ4 5 秒 定 時(shí)信 號(hào) T L 2 5 秒 定 時(shí)信 號(hào) TS5 秒 定 時(shí)信 號(hào) TY圖 4 定 時(shí) 器 電 路 圖 ： 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，如圖所示。這兩種情況與條件 TY 和 TS 無(wú)關(guān)，所以無(wú)關(guān)項(xiàng)用“”表示。 表 2 邏輯賦值后的狀態(tài)表 Q1n Q2n TL TS TY Q1n+1 Q2n+1 說(shuō)明 0 0 0 0 維持 S0， 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 由 S0 S1 0 1 0 0 1 維持 S1 0 1 1 1 0 由 S1 S2 1 0 0 1 0 維持 S2 1 0 1 1 1 由 S2 S3 1 1 0 1 1 維 持 S3 1 1 1 0 0 由 S3 S0 表 2 控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 輸入 輸出 現(xiàn)態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件 次態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào) Q1nQ0n TL TY TS Q1n+1 Q0n+1 ST 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 19 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 根據(jù)表 2，寫(xiě)出狀態(tài)方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)方程為： Q1n + 1 = Q1nQ0nTY + Q1nQ0n + Q1nQ0n TY Q0n + 1 = Q1n Q0nTL + Q1nQ0n + Q1nQ0nTS ST= Q1nQ0nTL + Q1nQ0nTY + Q1nQ0nTY + Q1nQ0nTS 用四選一數(shù)據(jù)選擇器和 D 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，設(shè) A1A0 = Q1nQ0n ，其他變量通過(guò)數(shù)據(jù) 輸入端輸入。設(shè)計(jì)中將觸發(fā)器的輸出看作邏輯變量，將 TL、 TS、 TY 看作輸入信號(hào)，按照由數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)邏輯函數(shù)，并將觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)值加到數(shù)據(jù)選擇器的選擇變量端，數(shù)據(jù)選擇器的輸入端信號(hào)可以根據(jù)狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)換信號(hào)方程得出。 系統(tǒng)的輸出是在 Q1Q0 驅(qū)動(dòng)下的六個(gè)發(fā)光二極管，各狀態(tài)與信號(hào)燈的關(guān)系由表 2 給出，因此，得到二極管信號(hào)與控制器狀態(tài)變量的關(guān)系為： 主干道： MG= Q10 MY=1Q0 MR= Q1 支干道： NG= Q1Q0 NY= Q1Q0 N R = Q 1 電路如圖 5 所示。 方案（ Ⅰ ）：采用 74LS193 進(jìn)行減計(jì)數(shù)，然后將輸出接到七段顯示譯碼器上。 74LS193 是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而 74LS192 是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 每個(gè)干道需要兩位數(shù)字顯示，由于用減計(jì)數(shù)器，因而每個(gè)干道需要 5片 74LS 192，由表 3 可看出主干道 74LS192 應(yīng)該向七段顯示譯碼器提供 M45（ S0 狀態(tài)）、 M5（ S1 狀態(tài)）、 M30（ S S3 狀態(tài)）的倒計(jì)數(shù)，而支干道74LS192 應(yīng)該向七段顯示譯碼器提供 M50（ S0. S1 狀態(tài)）、 M25（ S2 狀態(tài)）、M5（ S3 狀態(tài)）的倒計(jì)數(shù)。 CPD 端輸入秒脈沖信號(hào)，而 CPU 端輸入高電平。 S2 S3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 22 D C B A RDLDC OB OC PDC PUQDQCQBQA7 4 L S 1 9 2D C