基于数字电路的交通灯设计-毕业论文

基于数字电路的交通灯设计-毕业论文内容摘要：

电容，无极性的容量没有很大的。 所以这种电路很能实现秒脉冲的发生。 方案二： 用 555 定时器组成多谐振荡 器 555 定时器是一款非常实用的集成芯片，它经常被用来定时。 因为 555 定时器输出稳定，驱 动能力强。 电路如 图 ： 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 图 由 555 定时器组成的多谐振荡器 所以脉 冲发生器我们采用法案二设计电路。 定时器设计论证 定时器实质上是对秒脉冲的计数。 由于交通灯是按倒计时显示的 ，所以使用倒计时计数芯片。 所谓倒计时计数是指进行减计数。 这里我们采用功能强大的 74LS192 芯片。 它是一块可预置数可逆计数芯片。 它的 时序波形图如图 所示 ： 更多论文 6 C L RL O A DABCDUPD O W NQAQBQCQDCOBO 图 74LS192 的时序波形图 LOAD 为置数控制端 A、 B、 C、 D为数据输入口 UP为加计数脉冲输入 DOWN为减计数脉冲输入 QA、 QB、 QC 、 QD 为数据输出 CO 为加计数 进位输出（低电平有效） BO 为 减计数进位输出（低电平有效） 题中要求倒计时 25秒 ，可以是 024 秒倒计时也可以是 125 秒倒计时。 习惯上 125 秒更符合人的特点。 而且我 们要进行 25 秒 、 20 秒、 5秒的不同时刻交通灯的控制 ，经过多次设计和仿真发现采用 125秒 更为方便。 控制器设计 控制器是交通灯控制电路的核心。 控制器主要是 通过定时器对定时器循环的控制和对交通灯的控制。 我们可以通过定时器的输出用一些 由 门组成的 控制器进行控制。 信号灯的论证 题中 已 要求采用发光二极管 作信号灯，并且使用红、绿、黄三种 颜色。 为了更逼真我们将 在各条通道上使用 两组相同 灯 作为各个方向的交通信号灯，而且从各个方向看去 灯的 从左到右的 顺序为绿、黄、红排列。 如图 所示 红绿黄红绿黄红绿 黄红绿黄 更多论文 7 图 信号灯的布局 译码驱动电路方案论证 这里的译码是把定时器输出的 BCD 码译成数码管显示的符号代码。 它不仅要能译码还要有一定的驱动能里。 由此我们选用了驱动能力强的 74LS248。 其功能引脚图如图 所示 ： （ a） 更多论文 8 （ b） 图 74LS248 功能引脚图 （ a）引脚图 （ b）功能图 数码显示器论证 译码驱动电路的输出是高电平有效，所以要选用共阴数码管。 更多论文 9 二、 电路的 设计 、 秒脉冲的设计 由前面的方案论证 ，我们采用了 555 芯片组成多谐振动器，而且对占空比没定性要求。 由公式 T=(R1+2R2)C 计算。 根据电容的常用标称值，当 C=47μ F 时 R1+2R2=。 可取R1=10K,R2=10K。 用电脑仿真发现周期为 秒，基本符合要求。 、定时器 电路 的设计 由于要显示 2位数，所以需要 2 片 74LS192 级联 组成。 当减到 00 时让芯片置数 成 25，这样第 00秒将显示 25 而不会显示 00。 第 0秒时 定时器输出将是 0000和 0000。 我们注意到 十位显示只显示 0、 2，也就是只使用低位的两根线就行了，高位两根将一直输出 00。 这样我们只要对六根输出线进行同时或 在控制定时计数芯片置数。 有与定时计数芯片跳到 00000000 时就进行了置数，所以 输出在极短的时间内又跳到 置数数 25。 从 74LS192 的时序逻辑图中可以看出 ，它是在计数脉冲的升沿时进行的相应动作 ，所以 当 它置数后要等到下一秒钟的上升沿到来时 再进行一次减计数。 由于没有找到六输入的或门，我们 发现可以使用两个 3 输入或非们和一个与非门 ，即 A + B + C + D + E + F = （ A + B + C ） （ E + D + F ） 通过查阅 74 系列的资料后，我们找到了 74LS27 二 2 输入或非门和 74LS00 四 2输入与非门。 由此我们设计电路图如图 所示 ： 更多论文 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 图 定时器电路图 、 控制电路 设计 我们假定 高电平表示该灯亮，低电平表示该灯灭 ，用 L 表示绿灯， Y表示黄灯， H 表示红灯， 1 表示 1 条车道， 2 表示另一条车道。 根据设计要求，我 们画出 信号灯的时序逻辑图如 图 所示 ： L1H2Y1H1L2Y225 15 10 05 25 2020 15 10 05 25 20 15 10 05 25 20时间（ S ） 图 各车道信号灯时序逻辑图 经过仔细观察和研究 ： 各灯亮灭的周期为 50秒， 红灯 25 秒变化一次，也就是一个计数周期。 电路要 记住循环次数 而且以两次为一个周期 ，这使我们想到了触发器。 当 定时计数器 置数端有 1到 0时， 定时器开始置数，同时也出现。