基于数字电路交通红绿灯设计.doc

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1、基于数字电路交通红绿灯设计目录一、设计目的3二、设计任务3三、设计要求4四、总体设计思路4五、电路设计模块与分析51、交通灯控制系统的原理52、状态控制电路63、初值预置电路84、数字显示电路95、秒脉冲电路10六、总设计电路图11七、 元件清单及其引脚功能12八、仿真故障13九、心得体会13十、参考文献14一、设计目的1、 通过设计，巩固和加深在数字电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能，训练电子产品制作时的设计能力。2、 通过该课程设计，设计出符合任务要求的电路。3、 掌握常用集成器的一般设计方法。4、 训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力。5、 熟

2、练使用Multisim软件。二、设计任务 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计

3、提供了一定的技术基础。三、设计要求 本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间25s。 2、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间25s。3、东西方向或南北方向黄灯亮，时间均为5s。 四、总体设计思路 1、根据本课题设计要求分析并画出简易电路结构框图。2、按

4、照电路结构框图绘制电路原理图。3、选定各部分集成电路元器件的类型。4、利用Multisim软件对所设计电路进行调试仿真。 根据设计任务和要求，而确定交通灯控制器电路的系统工作框图1。通过主控制计数器（74LS162）控制电路的运作和红绿黄灯三种信号灯的转换，用两条QBQA输出取四种状态。秒脉冲发生器产生整个系统的脉冲，通过两片减法计数器（74LS192）达到控制东西方向和南北方向每种工作状态的持续时间的十位和个位。减法计数器的借位端为主控制电路翻转的脉冲信号来完成状态的改变，同时主控制电路的输出状态又控制了减法计数器的下次计数的初值。 采用译码器（74LS138）译码。减法计数器的十位和个位分

5、别接译码器和静态数码管来显示时间的倒计时。通过电路与静态显示管来循环显示25、5、25、5这四个数。交通信号灯控制电路分为：状态控制电路 初值预置电路 数字显示电路秒脉冲电路秒脉冲译码显示东西方向信号灯南北方向信号灯减法计数器交通信号灯状态控制预置数控制主控制电路图1 五、电路设计模块与分析1、交通灯控制系统的原理秒脉冲发生器东西方向信号灯25S5S信号灯转换器倒计时 计时器南北方向信号灯图2 利用555定时器产生秒脉冲送至74LS192减法计数器，控制74LS192做减法计算。状态控制电路74LS162进行交通信号灯之间的转换。74LS138输入端接74LS162输出端，再对74LS192进

6、行预置数。2、状态控制电路 主控电路属于时序逻辑电路，状态控制器是系统的核心部分，由它决定交通灯处于哪一个运行状态。从而使相应的交通灯点亮，并决定下一个状态的预置电路该预置的信号灯的预置值。通过74LS162控制主支干道红绿黄灯亮灭的四种状态S0（南北方向绿灯亮东西方向红灯亮）S1（南北方向黄灯亮.东西方向红灯亮，S2为南北方向红灯亮.东西方向绿灯亮）S3（南北方向红灯亮.东西方向黄灯亮）。 令灯亮为“1”、灯灭为“0”，南北干道红绿黄等分别为R1、G1、Y1，东西干道红绿黄等分别为R2、G2、Y2，东西、南北方向交通信号灯的工作是同时进行的。前25秒南北方向绿灯亮东西方向红灯亮，之后5秒南北

7、方向黄灯亮.东西方向红灯亮，之后25秒南北方向红灯亮东西方向绿灯亮，接着5秒南北方向红灯亮.东西方向黄灯亮，一次循环为60秒。状态流程图如下：S0S3S2S15S5S25S25S图3信号灯电路真值表如表1：输入输出QBQAR1G1Y1R2G2Y2状态00010100S001001100S110100010S211100001S3由真值表写出逻辑表达式如下：S1=S2=S3=R1=G1=Y1=R2=G2=Y2=分析说明：74LS162输出为0011时置数，接成四进制计数器，CLK接状态转换控制信号。图4根据逻辑表达式式连接电路如图4：3、初值预置电路 当交通灯控制系统开始工作时，该部分电路将实现

8、各种状态的转换功能。由于Multisim的问题，本来预置数为25、5、25、5，现在根据原理，预置数要改为35、5、35、5，将数码管显示南北方向绿灯和东西方向红灯的预值（25秒），预置：0011、0101；当其减到0时，计数器产生借位，此时南北绿灯和东西方向红灯同时灭。然后将南北方向黄灯和东西方向红灯的预值（5秒），预置0000、0101；重复上述转换功能，实现倒计时计数功能。预置数如表2：预置数十位个位译码器输出DCBADCBA3500110101Y0500000101Y13500110101Y2500000101Y3预置数电路如图5：图5 电路分析：由预置数表可知，低位计数器的预置数始终

9、为五，可A和C相连接高电位直接置数。高位的置数在3和0之间交替进行，可将高位的低两位A和B相连，由译码器输出控制。红绿灯的状态由（74LS138）译码，在输出端产生Y0、Y1、Y2、Y3四个置数信号。4、数字显示电路 用两片计数器74LS192接成百进制减法计数器，低位片的借位输出端接高位片的脉冲输入端。高位的借位端用作主控制电路翻转的脉冲信号来完成状态的改变，同时主控制电路的输出状态又控制了减法计数器的下次计数的初值。由置数模块采用译码器（74LS138）译码。减法计数器的十位和个位分别接译码器和静态数码管来显示时间的倒计时。通过电路与静态显示管来循环显示25、5、25、5这四个数。图6电路

10、如图6：5、秒脉冲电路 以555定时器接外接电路形成多谐振荡器，输出频率为1Hz的脉冲信号，用作74LS162计数器及74LS192减法计数器的CLK信号。 由脉冲频率公式：要使f=1Hz，可选择R1=43K，R2=50K，C=10F。形成电路图7：图7 电路说明：由于Multisim仿真速度的限制，无法有效观看倒计时效果，将实际电路改为由555产生1KHZ的方波信号来代替秒脉冲电路。使f=1KHz，可选择R1=43K，R2=50K，C=10nF。图8六、总设计电路图七、元件清单及其引脚功能元件清单表3：数量名称作用174LS162同步计数器1555定时器174LS138编码器274LS192

11、减法计数器2DCD_HEX数码管474LS08与门174LS00与非门474LS04非门174LS32或门2R电阻1C电容6信号灯显示红绿黄输出端电源接地复位端放电端阈值端触发端控制端图10输出端输入端计数控制端进位端置数端清零端CP图9引脚功能输出端数码控制码图11输出端借位端进位端输入端置数端清零端加计数时钟减计数时钟图12八、仿真故障1、两个路口灯亮状态不符合设计要求。 经检验发现两个红灯接反，改正之后电路正常。2、 预置数接25时仿真结果为15，不符合设计要求。 将预置数改为35后电路正常。3、 显示正常，但是没有倒计时，测555输出频率发现几乎没有。 将频率调升至1KHZ后电路正常。

12、九、心得体会 通过这一次的课程设计，不但使我们对各类芯片的功能及工作原理的认识有了进一步的提高，而且加强了我们的动手能力，与错误检测的水平。使我们对数字电路这门课有了进一步的了解与认识，不但提高了我们的实践水平，还使我们对电路设计软件的使用变得更加熟练，为我们今后的学习打下了良好的基础。通过此次课程设计，提高了我们的专业学习兴趣。让我们学会了熟练的使用Multisim软件，还让我们明白了一个道理，那就是有很多事情是看似简单做起来难，事情的成败与否，往往在于你是否坚持。十、参考文献1、 贾更新电子技术基础实验、设计与仿真郑州大学出版社2006、102、 王革思数字电路原理设计与实践教程哈尔滨工程

13、大学出版社2007、41. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研

14、究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计

15、 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控

16、制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49

17、. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 6

18、2. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统

19、74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于

20、单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基

21、于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码

22、器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！3、15