电工与电子技术课程设计 - 简易交通信号灯控制器(最新) 下载本文

长 安 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计 设计题目:简易交通信号灯控制器

专 业 汽车运用工程工程 班 级 2202**** 姓 名 指导教师 日 期 2012-6-8

目 录

一 、课题名称与技术要求

二、摘要

三、总体设计方案论证及选择

四、设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明

五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算

六、收获与体会、存在的问题

七、参考文献

八、附件(元件材料清单)

一 、课题名称与技术要求

1、 课题名称:简易交通信号灯控制器 2、 主要技术指标和要求:

(1)定周控制:主干道绿灯45秒,支干道绿灯25秒; (2)每次由绿灯变为红灯时,应有5秒黄灯亮作为过渡; (3)分别用红、黄、绿色发光二级管表示信号灯;

二、摘要

交通运输是国家经济发展的动力,日常出行也是我们生活中不可或缺的一部分。确保道路交通顺畅与安全的重要性不言而喻。在确保十字路口的交通秩序工作中,信号灯扮演了极其重要的角色。交通信号控制系统是用来自动控制十字路口红黄绿三色的电子系统。 交通灯简易交通信号灯控制器利用555秒脉冲发生器提供秒脉冲信号,通过CP输入。主控制器由一块74LS161组成一个16进制计数器,分别在45S,50S,75S,80S,通过驱动控制装置来控制主干道与支干道中绿、黄、红发光二极管的亮灭及其持续时间,从而实现对主干道与支干道交通信号的控制。

三、总体设计方案论证及选择

方案一:十字路口每个方向的绿、黄、红灯所亮的时间比例分别为9:1:5,所以,可以选择计数器为5s的脉冲。因为每5s一个时间单位,所以计数器的工作循环为16,应选择一个十六进制的计数器来控制,故选择74LS161

四位异步二进制计数器,再加上相应控制器来配合,达到计数器分别在9、10、15、16翻转的目的。

方案二:本方案主要由主控制电路和秒脉冲发生器组成,其中主控制电路包括:主控制器、清零装置、驱动装置、信号灯装置及一些逻辑门。主控制器中采用两块74LS290二-五-十进制来实现八十进制计数器。秒脉冲发生器由555秒脉冲发生器负责提供脉冲信号。接通电源瞬间,清零装置将主控制器清零,紧接着,主干道绿灯和支干道红灯打开,其余主、支道灯关闭。秒脉冲传送到控制器,主控制电路在45s到,50s到,75s到,80s到分别产生翻转信号,从而改变 主、支道绿、黄、红灯的开闭持续时间,继而实现交通信号灯控制。

方案三:十字路口车辆通行情况只可能有4种情况,可以依次用S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,L来记忆交通灯的工作情况。分别对这四种情况进行编码,得到转换图,显然这是一个四进制计数器,可以采用J-K触发器74LS107来构成,控制电路。

经过比较,我选择方案一,因为方案一比较容易理解设计思路比较清晰,主控制器用的是十六进制74LS161计数器,该元件在电工实验中使用过,比较熟悉,比案二、三更容易实现。而方案三中器件我不太熟悉,所以最终我们选方案一。 四、设计方案的原理框图、总体电路图、接线图及说明

1、设计方案原理框图(图1)

2、设计方案总体电路图(图2)

主干道红绿灯

次干道红绿灯 JK触发器 组合逻辑电路 主控制器 计数器 (十六进制) 脉冲信号 (T=5s) 图1. 设计方案原理框图