自动化课程设计交通灯。
目录。1 设计目的4
2 设计思路4
3 设计过程4
3.1方案论证4
3.2电路设计6
3.2.1秒脉冲发生器6
3.2.2定时器7
3.2.3控制器9
3.2.4译码电路10
3.2.5显示部分11
3.2.6总原理图12
4系统调试与结果12
5主要元件12
6 结论13
7设计心得体会13
8 附录13
8.1总原理图13
8.2 pcb图14
9参考文献14
交通灯控制电路。
摘要：交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、定时器、控制器、译码显示电路组成。
秒脉冲发生器由ne555产生脉冲，定时器由74ls160实现，控制器由74ls153和74ls74组成，译码电路采用74ls48和七段数码管来显示。控制器通过st信号对定时器进行控制，从而显示红黄绿灯的转换。
关键字：交通灯控制器秒脉冲发生器定时器译码器。
1 、设计目的。
1）熟悉集成电路的引脚安排。
2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3）了解面包板结构及其接线方法。
4）了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
5）学会用**软件对设计的原理图进行**。
6）熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
2、设计思路。
1）设计秒脉冲发生器。
2）设计交通灯定时电路。
3）设计交通灯控制电路。
4）设计交通灯译码电路。
5）设计交通灯显示时间电路。
3 设计过程
3.1方案论证。
方案一用数电电子技术来实现交通灯控制。
交通灯控制系统的原理框图如图1-1所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：
tl: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，tl=1，否则，tl=0。
ty：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，ty=1，否则，ty=0。
st：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
图1-1 系统的原理框图。
交通灯控制器的asm 如图1-3所示。
（1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔tl时，控制器发出状态信号st，转到下一工作状态。
（2）乙车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔ty时，控制器发出状态转换信号st，转到下一工作状态。
（3）甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔tl时，控制器发出状态转换信号st，转到下一工作状态。
（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔ty时，控制器发出状态转换信号st，系统又转换到第（1）种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为，并分别用s0、s1、s3、s2表示，则控制器的工作状态及功能如表所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下表1-2规定：
表1-2由此得到交通灯的asm图，如图1-3所示。设控制器的初始状态为s0（用状态框表示s0），当s0的持续时间小于25秒时，tl=0（用判断框表示tl），控制器保持s0不变。只有当s0的持续时间等于25秒时，tl=1，控制器发出状态转换信号st（用条件输出框表示st），并转换到下一个工作状态。
图1-3 交通灯的asm图。
方案二用单片机技术来实现交通灯控制。
用单片机技术来来实现交通灯控制是最容易实现的，而且该电路可靠性也很高，但是这是要求设计者要有单片机编程的基础上才能完成设计。由于本人单片机编程基础不是很好，所以选用了数字电子技术来实现交通灯控制。
3.2．单元电路的设计
3.2.1秒脉冲发生器
秒脉冲发生器由ne555电路及外围电路组成，其中r8=15k、r9=68k,c3=10uf的电阻电容值决定了脉冲宽度。既t=(r8+2r9)c2ln2当t=1s，即可凑出r8、r9、c3其中c3=0.01uf是为了保持输出的波形的稳定。
如图1-4所示， r9=68k、c3=10uf组成一个串联rc充放电电路，在ne555的7脚上输出一个方波信号，c3上得到一个三角波。此三角波送到ne555的2脚输入端。由ne555内部的比较器和门电路共同作用，维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。
图1-4 秒脉冲发生器原理图。
秒脉冲还可以由芯片cd4060和74ls74及其外围电路构成如图1-4-4，该电路选用石英晶体结构成振荡器，在经过分频电路得到秒脉冲。振荡器的频率越高，计时精度越高。。因此，该设计选着由集成电路定时器555与rc组成的多谐振荡器来产生秒脉冲。
图1-4-4 石英晶体和分频器构成的秒脉冲发生器。
3.2.2定时器
定时器由与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号st作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号ty和模25的定时信号tl。
计数器选用集成电路74ls160进行设计较简便。74ls160是10进制同步加法计数器，它具有异步清零、同步置数的功能。74ls160功能表如表4-1所示。
表4-1表中rd’是低电平有效的同步清零输入端，ld’是低电平有效才同步并行置数控制端，ep、et是计图1-3 交通灯的asm图数控制端，co是进位输出端，d0～d3是并行数据输入端，q0～q 3是数据输出端。设计如图1-5
图1-5 交通灯定时器。
其工作原理为：由秒脉冲发生器产生的秒脉冲clk分别送给两个74ls160的清零端9处。如图所示：
输入端3.4.5.
6分别接地。。u1的7和10由u2的经过与门相与后相连。.即：
只有当时处产生一个高电平脉冲时才能触发u1中的14产生脉冲。当u13c74ls04的st信号分别送给u1和u2的load。就可以得到ty和ty非是秒脉冲的5倍；tl和tl非的结果是秒脉冲的25倍。
除此，还可以用74ls163来实现这个定时器。但是由于该芯片不是十进制的计数器，因此在进位时要加上一个与门，设计如下图1-5-5。因为该电路与1-5的定时电路多用了一个与门，因此不选用。
图1-5-5 由74ls193构成的定时电路。
3.2.3控制器。
控制器是交通管理的核心，它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。列出控制器的状态转换表，如表1-6所示。选用两个d触发器74ls74做为时序寄存器产生 4种状态，控制器状态转换的条件为tl和ty，当控制器处于q1n+1q0n+1＝ 00状态时，如果tl＝ 0，则控制器保持在00状态；如果，则控制器转换到q1n+1q0n+1＝ 01状态。
这两种情况与条件ty无关，所以用无关项"x"表示。其余情况依次类推，就可以列出了状态转换信号st。
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