智能交通灯控制器的设计报告样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。电子技术课程设计说明书题目:7智能交通灯控制器的设计(A)学生姓名:张鲜艳学号:06070407院(系):电气与信息工程学院专业:自动化指导教师:辛登科年12目录1选题背景 11.1指导思想 11.2方案论证 11.3基本设计任务 11.4发挥设计任务 21.5电路特点 22电路设计 22.1总体方框图 22.2工作原理 23各主要电路及部件工作原理 33.1555构成多谐振荡器 33.274LS0874LS3274LS04简要说明 33.3CD4511简要说明 4474HC190简要说明 55元器件清单 66调试过程及测试数据(或者仿真结果) 66.1通电前检查 66.2通电检查 66.2.1计数显示单元调试 66.2.2发光二极管调试 66.2.3NE555单元电路的调试 66.2.474HC32或门的调试 76.2.574HC04非门的调试 76.2.674HC08与门的调试 76.2.7控制器7490的调试 76.3结果分析 77小结 88设计体会及今后的改进意见 88.1体会 88.2本方案特点及存在的问题 88.3改进意见 8参考文献 91:选题背景在很多城市的主支干道处,传统的交通信号灯已不能满足要求,设计一个智能交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行,绿灯亮就允许通行,黄灯亮则停止行驶(给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外),若检测装置检测到支干道一定范围内没有车辆,则主干道一只允许通行,否则主支干道红绿灯交替运行。1.1简述本设计的指导思想秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲,经过减法计数器对秒脉冲减计数,达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的借位脉冲使状态控制器完成状态转换用以控制红绿灯的状态,同时给计数器置初始值。1.2:方案论证方案一:用NE555定时器设计一个周期为1s的多谐振荡器,输出接到16进制计数器的CLK,0-8状态对应45秒,9状态对应5秒,A-E状态对应25秒,F状态对应5秒。方案二:用NE555定时器设计一个周期为1s的多谐振荡器,并用单时钟同步十进制加\减计数器74LS190设计45s、25s、5s倒计时。因为主支干道灯亮的情况有4种,能够用同步十进制加法计数器74LS160的输出来设计,同时将其输出信号给3线-8线译码器74LS138的输入端,主支干道的灯经过一定的逻辑关系接到三色灯上。选择方案:方案一用16进制计数器的输出端控制信号灯的状态转换,虽然这种方案简单可靠,可是这种方案不能直观显示当前数字;虽然方案二电路复杂,连线多,给焊接和电路检查带来一定的难度,但其能够很准确的现实数字。因此选择方案二。1．3基本设计任务(１)用红、绿、黄发光二极管作信号指示灯。(2)让主干道处于常允许通行的状态,支干道有车来时才允许通行。可用逻辑开关作主支干道检测车辆是否到来的的信号。(3)主支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒。(4)在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中,要亮5秒钟的黄灯作为过渡。(5)设置45秒、25秒计时、5秒计时显示电路。1．4发挥设计任务(1)能够用红外线传感器检测在主干道绿灯倒计时为1s时支干道上是否有车来(2)在三色灯的地方用LED显示一些祝福语或警示语。1．5电路特点交通信号控制系统用中小规模集成电路设计,接线较为复杂2电路设计2.1总体方框图主干道主干道支干道状态译码器74LS138秒脉冲发生器NE555状态控制器74LS160译码,显示CD4511减法计数器74LS190置数控制图2-1总体方框图2.2工作原理将NE555S输出的秒脉冲直接接到个位10进制计数器的CLK,用两片10进制计数器级联后就接到状态控制器,控制器产生的信号经简单的门电路来控制红绿灯的状态,当状态需要跳转时减法计数器产生的借位脉冲触发状态控制器以改变输出状态,同时借位脉冲信号接到计数器的置数端,进入下一个状态,依次循环,若支干道没有车辆通行时直接将计数器输出清零即可,有车时清零信号无效。3各主要电路及部件工作原理3.1555单稳态触发电路图3-1NE555单稳态触发电路如图所示,由555定时器和外接元件R1,R2,C构成多谐振荡器。电容C在(1/3)Ucc和(2/3)Ucc之间充电和放电,波形如下图:输出信号的时间参数是:T=Tw1+Tw2,Tw1=(R1+R2)Cln2,Tw2=R2Cln2振荡频率:f=1/T占空比:q=Tw1/(Tw1Tw2)=(R1+R2/R1+2*R2)本次使用的是1HZ的秒脉冲,故选取R1=72KΩ,R2=4.7KΩ,选取电容分别为10μF电解电容和10nF陶瓷电容。周期:T=[1000*(72+2*4.7)*10*0.69]/10uf≈1s3.274LS08、74LS32、74LS04简要说明74LS08双输入四与门,管脚图如附图:真值表:74LS32双输入四或门,管脚图如附图74ls32真值表A

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174LS04非门,管脚图如附图真值表:3.3CD4511简要说明该设计中选用的是七段数码管如图3-2所示,为共阴极的,用CD4511译码驱动器进行驱动,当电路正常工作时,数码管上会按照设计要求显示路灯持续工作的时间与工作的次数。 半导体数码管计数器用来产生十进制计数,其输出信号加在译码器输入端,经译码后可在输出端产生所需的控制信号。本电路中译码驱动器采用CD4511。CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码译码器,特点如下:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流,可直接驱动LED显示器。CD4511的内部有上拉电阻,在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。"Q9其功能介绍如下:

BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0时,不论其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。

LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0时,译码输出全为1,不论输入DCBA状态如何,七段均发亮,显示”8”。它主要用来检测数码管是否损坏。

LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。LE=1时译码器是锁A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。

CD4511具有锁存、译码、消隐功能,一般以反相器作输出级,一般见以驱动LED。各引脚的名称:其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D;5、4、3分别表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分别表示

a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入,右边表示输出,还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。CD4511引脚图如下:CD4511功能图如下:输入输出LEBILIDCBAabcdefg显示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隐01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐011111100000

0消隐111XXXX锁存锁存474HC190简要说明图3-274HC190各引脚图3-374HC190功能5元器件清单所需器材器件名称(N为民用)备注数量数码管七段共阴极数码管274LS160N同步十进制可逆计数器2CD4511译码器274LS90单时钟同步十进制加\减计数器174LS1383线-8线译码器174LS04N非门174LS08N双输入与门274LS32双输入或门NE555八脚时基集成电路1电阻50KΩ14.7KΩ122kΩ1430Ω6220Ω15电容103(10nF陶瓷电容)110μF(电解电容)1开关单刀双掷1LED发光二级管黄、绿、红6铜座4其它铜柱,导线若干表格5-1(在表上面,5号字体)(表)居中字体5号6调试过程及测试数据(或者仿真结果)为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。6.1通电前检查电路安装完毕后,经检查电路各部分接线正确,电源、元器件之间无短路,器件无接错现象。6.2通电检查6.2.1按钮开关的检查首先将按钮开关和其它电路模块断开,只留按钮开关部分。其次,电路两端接5伏直流电压。理论上对于……6.2.2CD45111模块的调试将CD4511模块与按钮开关之间的电路连接起来,……….6.2.3NE555单元电路的调试断开其它单元,将3脚接到示波器的一端,示波器另一端接地,看输出的波形及周期。6.2.474LS04非门的调试6.2.574LS32非门的调试6.2.7发光二极管的调试未接电源时,万用表打到电阻档上,红表笔接发光二极管的一端,黑表笔接另一端,看其阻值,值为无穷大即”1”说明发光二极管的正负接反了,有有限的阻值说明红表笔对应的为发光二极管的正极。6.3结果分析当按钮在主干道的绿灯亮到1S时按下,交通灯的指示不变,在下一次主干道的绿灯亮到1S时不按下按钮,支干道绿灯亮,实物效果正确。7小结:课设顺利结束,基本设计任务能够完成,但还是有一点小问题需要改进,在这个过程中自己收获颇多,谢谢老师、同学的帮忙。8设计体会及今后的改进意见8.1体会这次的课程设计我学到了很多,无论学习、交际、生活都受益匪浅。首先是学习方面:大二