数字电子技术课程设计--彩灯控制电路与交通灯控制电路设计报告

数字电子技术课程设计--彩灯控制电路与交通灯控制电路设计报告内容摘要：

功率 400 mW 软件仿真结果如下： 2 交通灯控制电路 ： （ 1）两车道的运行状态共 4种，如表 21所示 控制器状态 信号灯状态 车道运行状态及时间 S0（ 00） S1（ 01） S2（ 11） S3（ 10） 南北绿，东西红 南北黄，东西红 南北红，东西绿 南北红，东西黄 南 北通行，东西禁止通行 (5t) 南北缓行，东西禁止通行 (t) 南北禁止通行，东西通行 (5t) 南北禁止通行，东西缓行 (t) 表 21 控制器工作状态及其功能 表中设南北方向的红、黄、绿灯分别为 NSR, NSY,NSG。 东西方向的红、黄、绿灯分别为 EWR, EWY, EWG。 它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。 应满足两个方向的工作时序，即东西方向亮红灯的时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和。 同理，南北 方向亮红灯的时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。 本方案取时间 t=5s，则南北、东西方向亮绿、黄、红灯时间分别为 25s、 5s、 30s。 其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。 （ 2）十字路口要有数字显示作为时间提示，以方便人们更直观地把握时间。 具体应为当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减 1计数方式，直至减到数为“ 0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。 例如当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为30，并使计数器开始减“ 1”计数。 当减 到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数显示应为 5，当减到“ 0”时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数显为 30。 时序工作流程图如图 22所示： 图 22 (3)时标直接由集成的时钟信号源提供 1s 的单位秒脉冲；倒计时器由 4 块74LS192 两两组合，分别记录南北、东西方向的通行情况，数字显示由四块集成的 4 输入端数码管承担；时间 t=5s，有 74LS161 的五分频信号提供；控制器由 2块 74LS194 组成扭环行 12 进制计数器，提 供红黄绿灯的控制信号，再由集成的虚拟交通灯模拟红黄绿的显示情况。 （ 1） .时标电路 秒脉冲由如图 31 所示的集成时钟信号源提供，本方案信号源采用 5V 的电压，它是整个电路的基准时间信号，它的秒脉冲直接提供给分频器 74LS161，并触发其工作。 （ 2） .分频电路 该分频电路为五分频， 4位同步二进制计数器 74LS161 的封装及功能表见附录，将芯片的始能端 ENP、 ENT，清零端（低电平有效），电源端接 5V（高电平），输出端 QC 五进制的进位端通过 74LS04 非门反馈给 置数端 LOAD（低电平有效），输入端 A、 B、 C、 D均接地（低电平），计数器从 0 开始计时，当计数到 4 时，输出端 QC 为 1（高电平），此时置数端 LOAD 有效，输入端重新置为 0，如此循环，计时器反复从 04 计五个数，该过程中 CLK,QA,QB,QC 的波形依次如图 33所示： 由波形图可知图 32中的计数器是下降沿触发的， QB,QC均为五分频信号，本方案中选择 QC信号并输入给下级的核心控制电路，作为 74LS194 的触发信号。 （ 3） .核心控制电路及显示 控制电路部分由两块 74LS194 组成扭环行 12进制计数器，然后经 74LS04 的非门与 74LS08 的与门译码，输出给十字路口南北、东西两个方向的信号灯，其S0=00 30s S1=01 5s S2=10 30s S3=11 25s 中的黄灯信号与时标秒信号相与即可获得每秒闪亮一次的信号。 扭环行计数器的状态表如下所示 计数器输出 南北方向 东西方向 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 NSG NSY NSR EWG EWY EWR 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0。