交通灯控制电路设计

　交通灯控制电路设计 电子技术课程设计任务书 一、 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目名称:交通灯控制电路设计 二、设计说明: 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 支干道信号灯 主干道信号灯 译码驱动电路 主 控 制 器 时传钟感信器 号 计时器 图1 交通灯控制器结构图 1(主控制器 主控电路是本课题的核心，它的输入信号来自车辆的检测信号和30s、20s、5s三个定时信号，它的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。主控电路属于时序逻辑电路，可采用状态机的方法进行设计。 主控电路的输入信号有: 主干道有车A,1，无车A,0; 支干道有车B,1，无车B,0; 主干道有车过30s为L,1，未过30s为L=0; 支干道有车过20s为S,1，未过20s为S,0; 黄灯亮过5s为P,1，未过5s为P,0。 主干道和支干道各自的三种灯(红、黄、绿)，正常工作时，只有4种可能，即4种状态: 主绿灯和支红等亮，主干道通行，启动30s定时器，状态为S; 0 主黄灯和支红灯亮，主干道停车，启动5s定时器， 状态为S; 1 主红灯和支绿灯亮，支干道通行，启动20s定时器，状态为S; 2 主红灯和支黄灯亮，支干道停车，启动5s定时器，状态为S。 3 四种状态的转换关系如图2: 支道无车或主道有车未过30s 主绿灯 主道有车支道有车支红灯 或主支道均有车已亮过30s过5s S0 未未主红灯主黄灯过过支黄灯支红灯S1S35s5s亮亮 S2 过5s支道无车或主主红灯道有车已过20s支绿灯 亮 支道有车并主道无 车或支道有车或未 过20s 图2 交通灯控制状态转换图 可用2个JK触发器表达上述四种状态的分配和转换。 2(计时器电路 这些计时器除需要秒脉冲作时钟信号外，还应受主控器的状态和传感器信号的控制。例如30s计时器应在主、支干道都有车，主控器进入S状态(主干道通行)时开始计时，等0 到30s后往主控器送出信号(L,1)并产生复零脉冲使该计数器复零。同样20s计时器必须在主、支干道都有车，主控器进入S状态时开始计数，而5s计时器则要在进入S或S状213态时开始计数，待到规定时间分别输出S,1、P,1信号，并使计数器复零。设计中30s计数器可以采用两个十进制计数器T210级连成三十进制计数器，为使复零信号有足够的宽度，可采用基本RS触发器组成反馈复零电路。按同样的方法可以设计出20s和5s计时电路，与30s计时电路相比，后两者只是控制信号和反馈信号的引出端不同而已。 3(译码驱动电路 (1)信号灯译码电路 主控器的四种状态分别要控制主、支干道红黄绿灯的亮与灭。令灯亮为“1”，灯灭为“0”，主干道红黄绿等分别为R、Y、G，支干道红黄绿等分别为r、y、g，则信号灯译码电路真值表为: 表1 信号灯译码电路真值表 输入 输出 Q R Y G r y g Q 12 0 0 0 11 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 由真值表可进一步得到各灯的逻辑表达式，进而确定其电路形式。 (2)计时显示译码电路 计时显示实际是一个定时控制电路，当30s、20s、5s任一计数器计数时，在主 支干道各自可通过数码管显示出当前的计数值。计数器输出的七段数码显示用BCD码七段译码器驱动即可，具体设计可参考课题一电子数字钟的译码、显示部分。 4(时钟信号发生器电路 产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。此电路与课题一数字钟的秒脉冲信号产生电路相同，可参阅其中晶体振荡电路、分频电路的设计。如果计时精确度要求不高，也可采用RC环形多谐振荡器。 5(传感器 设计中用开关代替传感器，主干道有车A,1，无车A,0;支干道有车B,1，无车B,0; 三、设计要求: 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。 3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。 4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设置5s计时显示电路。 四、 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 书写要求: 1、课程设计报告要求用黑色的中性笔手写，打印无效，对画图的地方可用铅笔。报告要有封面、 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 、内容、附件和参考文献等，报告的页数应在10页以上。 2、用Altium Designer 软件画出电路原理图和PCB板，导出成PDF文件进行打印放入报告中。 3、设计中用到的元器件要列出清单附在报告后。 五、注意事项: 1.单元电路设计 单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整体设计水平。每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟订出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要相互配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2.参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各阻值、放大倍数的计算;振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数的计算。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 3.器件选择 (1) 阻容元件的选择:电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有些电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量铝电解电容，为滤掉高频通常还需并联小容量瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 (2) 分立元件的选择:分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二(三)极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件种类不同，注意事项也不同。例如选择晶体三极管时，首先注意是选择NPN型还是PNP型管，是高频管还是低频管，是大功率还是小功率，并注意管子的参数是否满足电路设计指标的要求。 (3) 集成电路的选择:由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能， 所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用，在设计电路时颇受欢迎。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。国内外已生出大量集成电路，其器件的型号、原理、功能、特征可查阅有关手册。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，而且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。 六、数字电路设计方法 一、组合逻辑电路的设计方法 (一)组合逻辑电路的一般设计步骤和方法 ?分析设计要求 ?按输入变量与输出变量之间的逻辑关系列出真值表。 ?利用公式法或卡诺图进行逻辑 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数化简。 ?按照化简后的最简逻辑表达式，画出逻辑电路图。 上述步骤中，列真值表往往是比较困难的一步。因为这一步实质上是把文字叙述的实际问题变成用逻辑语言表达的逻辑问题。 (二)利用中大规模集成电路设计组合电路 由于中大规模集成电路的品种与日俱增，利用中大规模集成电路设计组合电路的方法也不断发展，利用这些中大规模集成化产品，可以很方便地设计各种功能的组合电路。 二、时序逻辑电路的设计方法 在数字电路中，时序电路有同步和异步之分，异步时序电路设计复杂，电路速度慢，不予介绍，这里只介绍同步时序电路的设计方法。 (一) 同步时序电路的设计 ? 画原始状态图或状态表。首先对实际问题作全面分析，明确有哪些信息需要记忆， 需要多少状态，怎样用电路状态反映出来。 ?化简。为了充分描述电路的功能，在初步建立的状态图或状态表中，要求以尽可能简单的电路来实现所要求的功能，所以必须进行化简，以消除多余状态。 n? 进行状态分析。按化简后的状态数N，确定触发器的数目n，使2?N。给每个状 态以一定编码，即进行状态分配，状态分配的情况，会对状态方程的的输出以及 实现起来是否经济等产生影响，所以往往需要仔细考虑。有时要多次比较才能确 定最佳方案。 ? 求状态方程、输出方程。 ? 求驱动方程，并检查能否自启动。 ? 画出逻辑电路图。