(1)设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉通路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒。
(2)要求黄灯先亮5秒,才能变换运行车道。
(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次
(4)每路口均有时间显示。
《交通灯控制电路课程设计》
交通灯控制电路设计是一项重要的工程实践,旨在解决城市交通管理中的关键问题,确保交通秩序和行人安全。在城市十字路口,交通灯扮演着指挥车辆和行人行动的重要角色,其控制电路的设计至关重要。
设计目标包括巩固数字逻辑电路的理论知识,学习数字逻辑电路在实际生活中的应用,培养综合应用所学知识解决实际问题的能力,以及熟悉常用电子元器件的识别和测试。设计内容要求设计一个十字路口的交通灯控制电路,使得甲车道和乙车道能够交替运行,每次通行时间为25秒。此外,黄灯应在车道转换前亮5秒,并在一秒钟内闪烁一次。每个路口还需有时间显示。
设计的电路主要包括脉冲产生电路、控制电路、主干道显示电路和支干道显示电路。脉冲产生电路采用自激振荡电路生成可调节的矩形脉冲,控制电路则利用十进制计数/分配器和双D触发器,实现车道开关二极管的轮流导通和车道间的切换。主干道和支干道的显示电路使用发光二极管,能分别显示绿、黄、红三种灯光状态,如:主干道绿灯亮,支干道红灯亮;主干道黄灯亮,支干道红灯亮;主干道红灯亮,支干道绿灯亮;主干道红灯亮,支干道黄灯亮。
在设计过程中,需要画出总体设计框图,明确各功能模块及其相互联系,设计各个模块的电路图并编写真值表,解释工作原理。若条件允许,应选用合适的元器件进行面包板上的线路连接和调试,确保各个功能模块的正确性,并设计合适的输入输出方式以便于测试和故障排查。需绘制整个电路的电路图,列出所有使用的元器件名称、型号及数量。
总体方案设计中,交通灯控制系统由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等组件构成。秒脉冲发生器提供定时器和控制器的标准时钟信号,译码器输出控制信号驱动信号灯工作,而控制器是系统核心,负责控制定时器和译码器的运行。例如,当甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮时,甲车道车辆可通行,乙车道禁止通行;黄灯亮起,未过停车线的车辆需停止,已过停车线的车辆可以继续行驶。
交通灯控制电路设计是一项结合理论与实践的综合性任务,通过这一过程,学生不仅能深入理解数字逻辑电路的工作原理,还能提升实际操作技能,为未来在电子工程领域的发展奠定坚实基础。