1、學(xué)號 2014012417東北師范大學(xué)2015 2016 學(xué)年學(xué)年小論文題目：交通燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院、系物理學(xué)院專業(yè)名稱電氣及其自動化年 級 2014 級學(xué)生姓名伍敏2016 年 11 月 1 日一設(shè)計(jì)背景如今， 紅綠燈成為管制交通的最有效的手段之一。作為疏導(dǎo)交通必不可少的工具，已經(jīng)出現(xiàn)在各個交通路口。紅綠燈的出現(xiàn)有效的減少了交通事故的發(fā)生，提高了道路的暢通性。因此， 為了鞏固對課堂知識的理解，更進(jìn)一步了解單片機(jī)結(jié)構(gòu)與功能， 加強(qiáng)自己的動手實(shí)踐能力，本人決定用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)簡單模擬交通燈的設(shè)計(jì)。二設(shè)計(jì)功能1. 東西方向車道和南北方向車道上車輛交替運(yùn)行。2. 路口數(shù)碼管按秒倒計(jì)時顯示數(shù)字作為提醒。

2、3. 紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示允許通行。4. 數(shù)碼管顯示時間共用，按秒倒計(jì)時顯示數(shù)字作為提醒。5. 黃燈時間和綠燈時間可以進(jìn)行更改，紅燈時間默認(rèn)為兩個時間相加。北西干東南交通路口示意圖三所需元件1. 74ls1922. 74ls2453. 741384. 7486 四異或門5. 7474 雙 D 觸發(fā)器6. 發(fā)光二極管12 個（紅黃綠各3 個）7. 電容電阻若干8. 晶振9. 導(dǎo)線若干設(shè)計(jì)思路狀態(tài)譯碼電路輸出電路設(shè)計(jì)部分南北 方向 計(jì)時東西 方向 計(jì)時狀態(tài)產(chǎn)生電路五單元設(shè)計(jì)電路秒信號發(fā)生器：本來想選用555 定時器實(shí)現(xiàn)秒信號產(chǎn)生的額基本功能，因?yàn)樵谡n上接觸到的比較熟悉，但是由于某些原因，

3、不讓使用 555 定時器， 只能夠想用32768晶振和 CD4060 搭配，通過分頻實(shí)現(xiàn)秒信號發(fā)生的功能，而且由于555 定時器受到的外界因素影響較大，使用晶振產(chǎn)生的秒信號會更加的穩(wěn)定。. 時間預(yù)置電路：74LS245：G端口的選擇，可以A向 B發(fā)送數(shù)據(jù)或者是由B向發(fā)送數(shù)據(jù)。每前四個開關(guān)控制的計(jì)時的個位而紅燈的時間是默認(rèn)為黃燈時如此便成功的實(shí)現(xiàn)了隨時控制黃. 計(jì)數(shù)器電路：74LS192：ABCD 為預(yù)置功能，觸發(fā)源接DOWN ，同時 UP 必須接BO 為借位輸，接上另一個的DOWN ，實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的減法計(jì)數(shù)功能。整個計(jì)數(shù)采用的是反饋置數(shù)法，當(dāng)借位10011001 時通過四與非門接入LOAd，從而

4、置數(shù)。本實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)箱中數(shù)QaQbQcQd直接接上數(shù)碼管。六控制電路甲綠燈亮, 乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行, 乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔TL 時控制器發(fā)出狀態(tài)信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（ 2）乙車道黃燈亮乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行已過停車線的車輛繼續(xù)通行乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔TY時控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（ 3）甲車道紅燈亮乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時間間隔TL時控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（ 4）甲車道紅燈亮乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止同行，乙車道上未

5、位過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔TY時控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第1 種工作狀態(tài)。交通燈以上4 種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由控制器進(jìn)行控制的。設(shè)控制器的四種狀態(tài)編碼為00、 01、 11、 10，并分別用S0、 S1、 S3、 S2表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如表1 所示 控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見，狀態(tài)下，車道的運(yùn)行狀態(tài)：S0S1S3S2把燈的代號和燈的驅(qū)動信號合二為一，并作如下規(guī)定控制狀態(tài)和信號燈00011110控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號：AG=1：甲車道綠燈亮;BG=1:乙車道綠燈亮；AY=1

6、：甲車道黃燈亮；BY=1：乙車道黃燈亮；AR=1：甲車道紅燈亮；BR=1：乙車道紅燈亮；. 狀態(tài)控制電路：兩個雙觸發(fā)器組成，其 中會通過數(shù)據(jù)選擇器選擇 以上的四種狀態(tài)之一，進(jìn)而控制紅 綠燈的亮滅和計(jì)時器的倒數(shù)計(jì)時。 其中計(jì)算后的電路如右圖所示，采 用同步時鐘計(jì)數(shù)器，為時鐘 端，為異或門。. 狀態(tài)譯碼電路：: 線譯碼器如右圖所示，狀態(tài)產(chǎn)生電路的輸出端接入右圖的數(shù)據(jù)選擇器中，其中為三位數(shù)據(jù)地址的低二位，最高位接地，表示, , , 四個狀態(tài)，并且會不斷循環(huán)重復(fù)。其中一個譯碼器的輸出電路為控制兩條道路紅燈的亮滅，另一個譯碼器的輸出電路控制兩條道路黃綠燈的亮滅，并且兩種情況控制黃燈預(yù)置數(shù)輸入有效，其他兩

7、種情況控制綠燈預(yù)置數(shù)輸入有效。另外，由于選擇器的輸出是相反的，還需要一個反相器也就是非門進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而使燈亮。七總電路設(shè)計(jì)圖分析總結(jié)組裝電路之前一定要確保設(shè)計(jì)的電路圖完全正確，尤其是必需得做好實(shí)驗(yàn)的仿真， 這樣才能在檢查組裝的電路時不用考慮太多，更加方便的找出錯誤。實(shí)驗(yàn)組裝過程中一定要保證每根線都插好，接觸正常，最好是出現(xiàn)了現(xiàn)象的版塊優(yōu)先做，這樣就可以一步一步的邊做邊檢查錯誤，不然出現(xiàn)的錯誤十分難找。連電路的時候最好是一塊一塊的組裝，每連好一塊就檢查是否正常工作。這樣可以很節(jié)省時間，避免到最后無從下手。總之，組裝電路的時候應(yīng)該很小心，盡量做好每項(xiàng)工作， 避免粗心造成的錯誤最重要。在實(shí)驗(yàn)過程中的后半部分，由于現(xiàn)象從最開始就沒有十分正確，一步步的做到了最后的時候，線路已經(jīng)十分之多了，這個時候檢查錯誤不出