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接口课程设计-交通灯控制电路的设计.doc
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2023-06-30
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接口课程设计-交通灯控制电路的设计.doc
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交通灯控制电路的设计
姓名:
专业:物联网 131 班
学号:
指导老师:
完成日期:11 月 12 日
接口技术课程设计
1
1.设计任务与要求
1.1 设计目的
随着生活水平的提高,家庭汽车拥有量越来越多,城市交通堵塞问题越
来越严重,解决城市的交通拥挤问题越来越紧迫。交通灯在这个交通环境中
起着一个重要的角色,是交通管理部门管理交通的重要工具。十字路口的红
绿灯指挥着行人和各种车辆的安全运行。智能的交通灯能有效地缓解城市的
交通压力,减少交通事故;为人民节省大量出行时间,创造出更多的社会价
值。 本文运用数字电路理论知识自行设计一个较为完整的小型数字系统。通
过系统设计、Multisim 软件仿真、电路安排与调试,在此次设计中学会初步
掌握工程设计的具体步骤和方法,提高分析问题和解决问题的能力,以及提
高实际应用水平。
1.2 设计内容
1. 设计一个十字路口的交通灯控制电路,十字路口分为主干道、次干道,
两干道交替运行,红灯亮表示禁止通行,绿灯亮表示可以通行。主干道
放行时间为 25 秒,次干道为 15 秒。
2. 每次绿灯变红灯,黄灯先亮 5 秒(另外一条道上依然是红灯)。
3. 干道上有数字显示的时间提示,方便人们把握时间,具体要求主、次道
上通行时间和黄灯亮都是秒减计数。
4. 黄灯亮时闪烁。
5. 时间显示,手动置 5,以及用七段数码显示管的显示管数字闪烁。
1.3 设计要求
1.用 Multisim 仿真软件仿真电路,并进行调试;
2.写出设计的全过程,附上有关电路图和资料,最后有心得体会。
3.附带元器件及参数;
2.方案论证与选择
2.1 十字路口交通灯的系统设计
十字路口交通灯的系统图如图 1,秒脉冲发生器产生整个定时系统的基脉
冲,由减法计数器对显示时间减数达到控制每种工作状态的持续时间,当减法
计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换,与此同时,状态译码器根据系
统的下一个工作状态决定下一个减计数的初始值。减法计数器的状态有 BCD 译
接口技术课程设计
2
码器、显示管显示。在黄灯亮期间,状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路,
让红灯闪烁。
图 1 十字路口交通灯的系统图
3.单元电路的设计和元器件的选择
该电路主要由四位二进制同步计数器(同步清除)、四位十进制同步可逆计数器
74LS190N、3 线-8 线译码器 3 线-8 线译码器 74LS138、和四段数码显示管组
成。首先介绍主要芯片的逻辑功能。
74LS190D 的引脚图见图 6,真值表见图 7。
图 6 74LS190D 的引脚图
秒脉冲发生器
减法计数器
状态译码器
置数控制
状态控制器
显示时间
主干道信号灯
次干道信号灯
红灯闪烁控制
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