簡(jiǎn)易交通信號(hào)燈控制器課程設(shè)計(jì)

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1、《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目簡(jiǎn)易交通信號(hào)燈控制器學(xué)院（部）汽車學(xué)院專業(yè)車輛工程班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)6月29日至7月3日共一周17目錄一、主要技術(shù)指標(biāo)和要求………………………………………2二、摘要…………………………………………………………2三、總體設(shè)計(jì)方案論證及選擇…………………………………2四、設(shè)計(jì)方案的原理框圖、總體電路原理圖及說(shuō)明1、設(shè)計(jì)方案的原理框圖…………………………………32、總體電路原理圖及說(shuō)明………………………………4五、單元電路設(shè)計(jì)、主要元器件選擇與電路參數(shù)計(jì)算1、CP脈沖發(fā)生器電路…………………

2、…………………52、主控電路模板…………………………………………73、組合邏輯電路模塊……………………………………84、負(fù)載電路………………………………………………11六、收獲與體會(huì)，存在的問(wèn)題………………………………12七、參考文獻(xiàn)…………………………………………………13八、附件（元件材料清單、原理電路圖或其他說(shuō)明）……1417一、主要技術(shù)指標(biāo)和要求（1）定周控制：主干道綠燈亮45秒，只感支干道綠燈亮25秒；（2）每次由綠燈變?yōu)榧t燈時(shí)，應(yīng)有5秒黃燈亮作為過(guò)渡；（3）分別用紅、黃、綠色放光二極管表示信號(hào)燈；（4）設(shè)計(jì)計(jì)

3、時(shí)顯示電路。二、摘要在現(xiàn)代城市中，紅綠交通信號(hào)燈成為交管部門管理交通的重要工具之一。目前的交通信號(hào)燈電路大多分為主干道電路和支干道電路，通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂齐娐贩謩e對(duì)主干道和支干道進(jìn)行控制，達(dá)到合理的亮滅規(guī)律，從而很好的規(guī)范人們的出行秩序。本文設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易交通信號(hào)燈控制器方案分四大模塊：1，脈沖信號(hào)發(fā)生模塊。采用555秒脈沖發(fā)生器提供脈沖信號(hào)；2，主控制器模塊。采用74LS161型4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器加上清零電路；3，組合邏輯電路模塊。利用74LS161的四個(gè)輸出端和門電路構(gòu)成組合邏輯電路來(lái)輸出相應(yīng)的高電平或低電平；4，負(fù)載。通

4、過(guò)這四個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈的控制。三、總體設(shè)計(jì)方案論證及選擇方案一：用多個(gè)不同步的信號(hào)分別控制各信號(hào)燈的開(kāi)關(guān)，即分別用持續(xù)45S、5S、25S、5S的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器來(lái)控制各信號(hào)燈。方案二：交通信號(hào)燈的狀態(tài)可以分為四種，且四種狀態(tài)的周期和為T=45+5+25+5=80S，所以信號(hào)燈的每個(gè)循環(huán)周期為80S，因此，可以利用兩個(gè)74LS290型十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成一個(gè)八十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器的17周期為80*1S=80S。電源接通時(shí)，計(jì)數(shù)器為零，此時(shí)主干道綠燈和支干道紅燈點(diǎn)亮，其余燈關(guān)滅；此后，經(jīng)過(guò)組合邏輯電路使得當(dāng)計(jì)數(shù)器的第45個(gè)脈沖、

5、50個(gè)脈沖、75個(gè)脈沖和80個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，分別控制信號(hào)燈狀態(tài)改變，達(dá)到預(yù)計(jì)要求。方案三：選擇74LS161型同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其共有十六個(gè)狀態(tài)。用555定時(shí)器產(chǎn)生周期為5S的時(shí)鐘脈沖，所有計(jì)數(shù)器循環(huán)周期為16*5=80S，并對(duì)應(yīng)信號(hào)燈的80S工作循環(huán)。然后將計(jì)數(shù)器的四個(gè)輸出端接上相應(yīng)的組合邏輯電路，產(chǎn)生高電平或低電平分別控制六個(gè)信號(hào)燈。電源接通時(shí)，計(jì)數(shù)器為零，此時(shí)主干道綠燈和支干道紅燈點(diǎn)亮，其余燈關(guān)滅；此后，經(jīng)過(guò)組合邏輯電路使得當(dāng)計(jì)數(shù)器的第9個(gè)脈沖、10個(gè)脈沖、15個(gè)脈沖和16個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，分別控制信號(hào)燈狀態(tài)改變，達(dá)到預(yù)

6、計(jì)要求。綜合分析，方案一電路比較復(fù)雜，且要使用我們不熟悉的減法計(jì)數(shù)器；方案三采用74LS161型四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，與方案二的八十進(jìn)制計(jì)數(shù)器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更容易實(shí)現(xiàn)，且我們對(duì)74LS161型四位同步二級(jí)制計(jì)數(shù)器更加熟悉。所以選擇方案三。一、設(shè)計(jì)方案的原理框圖、總體電路原理圖及說(shuō)明1、設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足的信號(hào)燈亮滅表0-45S45-50S50-75S75-80S主干道綠燈亮黃燈亮紅燈亮支干道紅燈亮綠燈亮黃燈亮17設(shè)計(jì)方案的原理框圖脈沖信號(hào)發(fā)生器T=5S計(jì)數(shù)器電路清零電路74LS161組合邏輯電路負(fù)載信號(hào)燈圖1設(shè)計(jì)方案原理圖

7、2、總體電路圖17電路工作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明：接通電源后，計(jì)數(shù)器清零，555定時(shí)器輸出周期為5S的時(shí)鐘脈沖。計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)譯碼電路后，完成如下功能：清零后，Q3=Q2=Q1=Q0=0，主干道綠燈和支干道紅燈置1點(diǎn)亮，其他燈置0關(guān)滅；當(dāng)?shù)?個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)，Q3=Q0=1，Q2=Q1=0，主干道黃燈和支干道紅燈置1點(diǎn)亮，其他燈置0關(guān)滅；當(dāng)?shù)?0個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)，Q3=Q1=1，Q2=Q0=0，主干道紅燈和支干道綠燈置1點(diǎn)亮，其他燈置0關(guān)滅；當(dāng)?shù)?5個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)，Q3=Q2=Q1=Q0=1，主干道紅燈和支干道黃燈置1點(diǎn)亮，其他燈置0

8、關(guān)滅；當(dāng)?shù)?6個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)，Q3=Q2=Q1=Q0=0，主干道綠燈和支干道紅燈置1點(diǎn)亮，其他燈置0關(guān)滅，即進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。一、單元電路設(shè)計(jì)、主要元器件選擇與電路參數(shù)計(jì)算1、CP脈沖發(fā)生器電路CP脈沖發(fā)生器由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路，也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，不需要外加觸發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）