交通灯设计报告

1、交通灯设计报告系统由：秒时钟模块、倒计时和时间显示模块、交通灯驱动和显示模块组成。秒时钟模块：此处用信号发生器代替。倒计时和时间显示模块：采用74LS190组成倒计时电路，并确定数码管进行时间显示。交通灯驱动和显示模块：采用74LS160和74LS139组成交通灯的驱动和显示电路模块。信号发生器产生整个系统的时间脉冲，驱动74LS190进行相应状态的倒计时；用一片74LS160结合04等逻辑进行对20S、5S这这四种时间的控制置数；74LS160的四种输出00、01、10、11分别驱动74LS139输出不同的状态，结合逻辑关系驱动交通灯的正确显示。一 设计要求（1）在十字路口的两个方向上各设一

2、组红灯、绿灯、黄灯，显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯，另一个方向是红灯、黄灯、绿灯。（2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别为25s、5s、30s。（3）当各条路中任意一条上出现特殊情况，例如有消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。二 设计原理及框图本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、计数器模块、状态控制模块、译码电路模块、显示电路模块。秒脉冲发生器用信号发生器代替，定时器由74LS190实现，控制器由74LS160结合

3、74LS04等组成，译码电路采用译码芯片和七段数码管来显示。控制器不同的模式对定时器进行置数控制，同时驱动74LS139对交通灯的控制，从而显示红黄绿灯的转换。图2.1 交通灯电路结构框图在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这 四种状态以数字的形态表示出来。以两位二进制数表示所需状态（00,01,10,11）,循环状态：（0001101100）。 数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此可以尝试设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路。三 器件说明3.1 74LS19074LS

4、190计数器引脚图74LS190是单时钟同步十进制加/减计数器，当U /D=0时做加法计数；当U /D=1时做减法计数。它使用方便且功能稳定，因此在平时电路设计中得到了广泛应用。  引出端符号及功能： MAX/MIN进位输出/错位输出端 CLK 时钟输入端（上升沿有效） CTEN 计数控制端（低电平有效） AD 并行数据输入端 LOAD 异步并行置入控制端（低电平有效） QAQD 输出端 RCO并行波时钟输出端（低电平有效） 

5、U /D 加/减计数方式控制端 其功能如表2所示：表2 74LS190功能表3.2 74LS16074LS160是常用的四位二进制可预置的同步计数器。其管脚图如图3.2.图3.2CLK是脉冲输入端；RCO是进位信号输出端；ENP和ENT是计数器工作状态端；CLR是异步清零端；LOAD是置数端；VCC接正电源，GND接地；AD是数据输入端，QAQD是计数器状态输出端。 74LS160的工作方式选用计数方式。3.3 74LS13974LS139 为两个2线4 线译码器，共有 54/74S139和 54/74LS139 两种线路结构型式，当选通端（G1）为低电

6、平，可将地址端（A、B）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 若将选通端（G1）作为数据输入端时，139 还可作数据分配器。其管教如下图3.3所示：真值表如下表所示图3.3 四 设计过程4.1各单元模块功能介绍及电路设计4.1.1脉冲发生器模块555定时器组成多谐振器（查555多谐振荡器知识）图4-14.1.2计数器模块采用两片74LS190，根据功能表组成满足两位十进制的倒计时电路模块。4.1.3状态控制模块状态控制模块是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换，实现各种状态的置数和模式驱动信号。图3-4 状态控制模块此模块采用74LS160芯片，工作方式选用计数方式，按下表真值表进行设置。表3-2 控制器状态及置数情况现 态置数情况BA十位 个位002 50 1 0 51 0 2 511054.1.4译码电路模块 图3.5译码电路模块 通过状态控制模块驱动74ls139的输出状态，结合逻辑电路对交通灯的状态控制。 4.1.5显示电路模块显示部分译码器74LS48驱动采用七段数码管直接对时间进行显示。 图3-6译码和数码管部分图五 仿真调试过程5.1系统调试调试过程：包括单模块调试和整体调试。我们对秒脉冲发生器、计数器模块、状态控制模块、译码电路