交通灯控制电路 电子技术课程设计.doc
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1、目 录1 任务和要求12 总体方案设计与选择23 电路组成和工作原理34 单元设计44.1 控制器44.2 定时器44.3 译码器45 设计步骤及方法55.1 列出控制器与信号灯的关系表55.2 单元电路的设计56 设计总结8参考文献91 任务和要求随着社会的飞速发展,城市交通问题日益凸显严重,尤其在城市街道的十字叉路口,频繁发生交通问题,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条街上都有一组红、黄、绿交通信号灯。其中红灯亮,表示道路禁止通行;黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行,已经过停车线的的车辆继续通行;绿灯亮表示道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯。交通灯通
2、过的状态转换,指挥车辆行人通行,保证车辆行人的安全,实现十字路口交通管理自动化。由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。绿灯信号是准许通行信号。按规定:绿灯亮时,准许车辆、行人通行,但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人通行。 红灯信号是绝对禁止通行信号。红灯亮时,禁止车辆通行。右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下,可以通行。红灯信号是带有强制意义的禁行信号,
3、遇此信号时,被禁行车辆须停在停止线以外,被禁行的行人须在人行道边等候放行;机动车等候放行时,不准熄火,不准开车门,各种车辆驾驶员不准离开车辆;自行车左转弯不准推车从路口外边绕行,直行不准用右转弯方法绕行。 黄灯亮时,已越过停止线的车辆,可以继续通行。黄灯信号的含义介于绿灯信号和红灯信号之间,既有不准通行的一面,又有准许通行的一面。黄灯亮时,警告驾驶人和行人通行时间已经结束,马上就要转换为红灯,应将车停在停止线后面,行人也不要进入人行横道。但车辆如因距离过近不便停车而越过停止线时,可以继续通行。已在人行横道内的行人要视来车情况,或尽快通过,或原地不动,或退回原处。自从交通灯诞生以来,其内部的电路
4、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。尤其是近几年来,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。制作交通灯控制电路有以下几点:1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。设计30s和20s计时显示电路。4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s的黄灯作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外,设置5s计时显示电路。 2 总体方案设计与选择表1 给定条件及器件元件名
5、型号数量 集成电路74LS741个74LS002个74LS1632个74LS1532个74LS043个74LS1381个NE5551个电阻51k1个47k1个5.6k1个2007个5.1k1个电容10 uF2个01uF2个发光二极管红色3个黄色2个绿色2个三极管3DG1个导线若干3 电路组成和工作原理分析系统的逻辑功能,画出其框图甲车道信号灯 定时器秒脉冲发生器译码器 控制器乙车道信号灯 图1 交通灯控制系统的原理框图交通灯控制系统的原理框图如图1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器输出两组信号灯的控制信
6、号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。图中: TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒,即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到,TL=1,否则,TL=0。TY:表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到,TY=1,否则,TY=0。ST:表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。(1)如图1所示,甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时,控制器发出状态信号ST,转到下一工作状态。(2)甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车
7、辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。(3)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。(4)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行,乙车道上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,系统又转换到第(1)种工作状态。 交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01
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