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交通灯控制器的设计

发布时间:2011/8/17 15:02:06 访问次数:5235


    1.设计任务
    设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路,具体要求如下:
    ①用红、绿、黄三色发光二极管怍信号灯:主干道为东西向,有红、绿、黄三个灯;支干道为南北向,也有红、绿、黄三个灯。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到禁行线以外。
    ②由于主干道车辆较多而支干道车辆较少,所以,主干道绿灯时间长。当主干道允许通行亮绿灯时,则支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时,主干道亮红灯,两者交替重复。主干道每次放行50s,支干道每次放行30s。

    在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,需要亮5s的黄灯作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。
    ③能实现正常的、即时显示功能:试验电路可用试验箱上的4个七段数码管作为倒计时显示器,分别显示东西、南北方向的红灯、
绿灯和黄灯时间。
    ④能实现特殊状态的功能显示:设S为特殊状态的传感器信号,当S=l时,进入特殊状态。当S=O,退出特殊状态。按S后,能实现
特殊功能:
    ·显示器闪烁;
    ·计数器停止计数并保持在原来的状态;
    ·东西、南北路口均显示红灯状态;
    ·特殊状态结束后,能继续对时间进行计数。
    能实现控制器总清零功能:按下R后,系统实现总清零,计数器由初始状态开始计数,对应状态的指示灯亮。

    2.设计思路与原理框图
    (1)原理框图
    交通灯控制器框图如图3-25所示。

 

                         
      

    (2)设计思路
    交通灯控制器的框图中包括置数模块、计数模块、主控制模块、译码器模蛱和数据选择器模块等几个部分。置数模块将交通灯的
灯亮时间预置到计数电路中。计数模块以基准时间秒为单位做倒计时。当计数值减为零即预置时间到,主控电路改变输出状态,电路进入下一个状态的倒计时。译码器模块将主控电路的当前状态译码为红、绿、黄三色灯亮信号。其中,核心部分是主控制模块。
    ①主控制模块:根据设计任务,本交通灯控制器需要控制的状态为4种,故可以用2位二进制码(SISO)表示。若将红、绿、黄灯分别用R、C、Y表示,A、B分别表示主干道的东西向和支干道的南北向,设主干道绿灯亮的时间为T,支干道绿灯亮的时间为TB,黄灯亮的时间为TY,则有如图3-26所示交通灯控制状态图。

               
    根据这个状态图可得出主控制器的电路。该电路可设计成时序电路,也可以设计成组合电路并在输出端加触发器。
    ②译码电路:译码电路将主控器的输出状态(SO SI)译码为东西、南北方向6个交通灯的信号,“1”表示亮灯,“2”表示灭灯,对应的真值表如表3-3所列。   QS32X245Q2

                     
   


    1.设计任务
    设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路,具体要求如下:
    ①用红、绿、黄三色发光二极管怍信号灯:主干道为东西向,有红、绿、黄三个灯;支干道为南北向,也有红、绿、黄三个灯。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到禁行线以外。
    ②由于主干道车辆较多而支干道车辆较少,所以,主干道绿灯时间长。当主干道允许通行亮绿灯时,则支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时,主干道亮红灯,两者交替重复。主干道每次放行50s,支干道每次放行30s。

    在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,需要亮5s的黄灯作为过渡,以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。
    ③能实现正常的、即时显示功能:试验电路可用试验箱上的4个七段数码管作为倒计时显示器,分别显示东西、南北方向的红灯、
绿灯和黄灯时间。
    ④能实现特殊状态的功能显示:设S为特殊状态的传感器信号,当S=l时,进入特殊状态。当S=O,退出特殊状态。按S后,能实现
特殊功能:
    ·显示器闪烁;
    ·计数器停止计数并保持在原来的状态;
    ·东西、南北路口均显示红灯状态;
    ·特殊状态结束后,能继续对时间进行计数。
    能实现控制器总清零功能:按下R后,系统实现总清零,计数器由初始状态开始计数,对应状态的指示灯亮。

    2.设计思路与原理框图
    (1)原理框图
    交通灯控制器框图如图3-25所示。

 

                         
      

    (2)设计思路
    交通灯控制器的框图中包括置数模块、计数模块、主控制模块、译码器模蛱和数据选择器模块等几个部分。置数模块将交通灯的
灯亮时间预置到计数电路中。计数模块以基准时间秒为单位做倒计时。当计数值减为零即预置时间到,主控电路改变输出状态,电路进入下一个状态的倒计时。译码器模块将主控电路的当前状态译码为红、绿、黄三色灯亮信号。其中,核心部分是主控制模块。
    ①主控制模块:根据设计任务,本交通灯控制器需要控制的状态为4种,故可以用2位二进制码(SISO)表示。若将红、绿、黄灯分别用R、C、Y表示,A、B分别表示主干道的东西向和支干道的南北向,设主干道绿灯亮的时间为T,支干道绿灯亮的时间为TB,黄灯亮的时间为TY,则有如图3-26所示交通灯控制状态图。

               
    根据这个状态图可得出主控制器的电路。该电路可设计成时序电路,也可以设计成组合电路并在输出端加触发器。
    ②译码电路:译码电路将主控器的输出状态(SO SI)译码为东西、南北方向6个交通灯的信号,“1”表示亮灯,“2”表示灭灯,对应的真值表如表3-3所列。   QS32X245Q2

                     
   

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