课程设计2:交通灯仿真设计_2EM34_E13的博客-程序员ITS301_交通灯电子技术课程设计报告仿真

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二、实验学时:
三、设计要求::
设计并实现一个简单的十字路口交通灯控制电路。具体要求:以4个红色指示灯、4个绿色指示灯和4个黄色指示灯模拟路口东西南北4个方向的红绿黄交通灯。控制这些灯,使它们安下列规律亮灭。
1.东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮。东西方向通车,时间20秒;
2.东西方向黄灯闪烁,南北方向红灯亮,时间5秒。
3.东西方向红灯亮,南北方向绿灯亮。南北方向通车,时间20秒;
4.东西方向红灯亮,南北方向黄灯闪烁,时间5秒。
5.返回1,继续运行。
要求在仿真软件中设计并运行,或设计实际电路调试运行,提交设计报告电子档,设计报告要求包括:设计方案、电路原理图、测试表格、分析结果总结,实现结果展示(要求用仿真结果截图或者实测照片截图展示实现效果)。
四、参考方案

图7.1 十字路口交通灯控制电路示意图

参考方案1:由数据选择器提供数据,用三只74LS05和外围元件(三极管、电阻等)构成已预置好的译码电路,分别驱动红黄绿指示灯发光,组成简单的十字路口交通灯控制电路。要求南北方向和东西方向两条交叉道路上的车辆交替运行。若南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;若东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮;若南北方向黄灯亮,东西方向黄灯同时亮。译码输出循环显示绿灯—黄灯—红灯三个状态。十字路口交通灯控制电路示意图见图7.1所示,红、黄、绿指示灯译码电路图如图7.2所示。

图7.2 红、黄、绿指示灯译码驱动电路
参考方案2: 采用555定时器电路设计
其他方案可自由发挥
四、设计内容(需后面另附页完成以下5项)
(1)根据任务要求写出你自己的设计方案,选定器件;
(2)根据所选器件画出电路图;
(3)写出实验步骤和测试方法,设计实验记录表格;
(4)进行安装、调试及测试,排除实验过程中的故障;
(5)分析、总结实验结果。

1.设计方案:
交通灯电路由三部分组成:多谐振荡电路部分,译码电路部分,显示部分。

图1 交通灯电路
2.电路结构分析
2.1多谐振荡部分
该电路主要由555芯片构成。555部分产生周期为0.25s的方波。此部分电路产生周期为0.25s的矩形波。

图2.1多谐振荡电路

2.2计数器部分
计数器部分主要由74ls161和74LS74两种芯片构成。两片74LS161连接成十进制计数器。此外第二片74LS161用逻辑门构成译码电路,在输出为1001和0001处产生脉冲。
根据题目,计数器部分电路需要交替产生5s和20s的脉冲。可将74LS74的两个D触发器级联构成异步二进制计数器。将东西向记为1,南北向记为2,D触发器构成的计数器电路需要使输出满足:
B A R1 Y1 G1 R2 Y2 G2
0 0 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0
1 0 1 0 0 0 0 1
1 1 1 0 0 0 1 0
表2.2 测试表格
即:在BA=00,BA=10时保持20s,在BA=01,BA=11时保持5s。
图2.2 计数器部分
2.3译码显示部分
根据表2.2,可写出R1、R2、Y1、Y2、G1、G2的逻辑式:

图2.3 译码显示电路
3.各部分测试图
3.1 555振荡电路

图3.1

3.2 计数器部分(从上至下依次为第一、二个74ls161电路的输出,A、B的输出)

图3.2

3.3译码显示部分(结果展示)
图3.3.1从上至下依次为:R1,Y1,G1,R2
图3.3.2从上至下依次为:R2,Y2,G2,R1
测试译码部分的输出端(即各个二极管的正极)

图3.3.1

图3.3.2

综上,实验结果满足表2.2,符合题目要求。

(注:此版本发光二极管模型易受干扰导致程序报错。报错时可以去除此部分。)

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