交通灯控制电路的设计
一、设计任务与要求
设计一个十字路口的交通灯控制器控制AB两条交叉道路上的车辆通行东西方向为主干道A南北方向为副干道B具体要求如下
1、每条道路设一组信号灯每组信号灯有红、黄、绿3个灯组成绿灯表示允许通过红灯表示禁止通行黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行未过停车线的车辆停止通行。
2、主干道通行40秒南北通行时间为20秒。
3、每次变换通行车道之前要求黄灯先亮5s才能变换通行车道。
4、黄灯亮时要求每秒闪烁一次。
二、方案设计与论证
首先根据设计的任务与要求经过分析得出要设计的这个交通灯控制电路的功能满足以下几点
1、控制主干道A与副干道B的信号灯的亮灭。
2、可以对主干道与副干道的信号灯亮的时间进行倒数计时。
3、实现黄灯的每秒闪烁。因此我们可以知道此电路应包含振荡电路、计数器电路、译码显示、主控制电路和信号灯译码驱动器等五个部分并分析其原理图如图1所示并作出以下两种方案。
图1
方案一
将整个电路工作循环周期65S作为总时间用74LS192芯片在此基础上进行分段依次是40S主干道绿灯亮副干道红灯亮5S主干道黄灯闪烁20S支干道红灯亮副干道绿灯亮5S副干道黄灯闪烁。再根据每一段的输出信号不同用基
f本逻辑门电路连接交通灯来实现每段时间不同的灯亮。此方案易于分析理解缺点是相
f对于第二种方案可操作行比较差需要的原件比较多看起来比较复杂不易实现同时性价比较低。
方案二
对红绿灯时段分别倒数计时运用红绿灯变化时的高低电平对74LS192芯片进行置数使之能分别进行40S、5S、20S倒数计时再通过74LS160芯片的输出端进行各种逻辑组合运算控制红黄绿三种灯的亮灭通过555定时器提供的脉冲信号控制黄灯的闪烁。此方案与方案一相比更易操作用到的逻辑运算器件也比方案一要少现实应用时可用性好性价比较高。
三、单元电路设计与参数计算
1、振荡电路
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件具有成本低性能可靠的优点只需外接几个电阻、电容就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
555定时器的功能表如下
脉冲信号源选用555定时器产生频率为1Hz根据555定时器构成的多谐振荡器原理可得出公式振荡周期为T07R1R2C和振荡频率为f1T。各项数据可为R147KΩR251KΩC110uFC210
F根据555定时器的功能实现效果来连接电路其电路图如图2所示。
图2振荡电路
fR
4
DC
7
Q
3
GND
1
VCC
8
TR
2
TH
6
CV
5
U11
555
R1
47k
R2
51k
C1
10uF
C2
10
F
图2
2、计数器电路
电路工作循环周期为65S主干r