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數字電路基于中規模集成電路的交通指揮燈系統設計畢業論文(編輯修改稿)

2026-07-19 22:03 本頁面

　

【文章內容簡介】 “時間已到”的信號，控制器根據定時器的信號，決定是否進行狀態轉換。如果肯定，則控制器發出狀態轉換信號ST，定時器開始清零，準備重新計時。交通燈控制器的控制過程分為四個階段，對應的輸出有四種狀態，分別用S0、SSS3表示。S0狀態：A車道綠燈亮，B車道紅燈亮，此時A車道允許車輛通行，B車道禁止車輛通行。當A車道綠燈亮夠規定的時間后，控制器發出狀態轉換信號，系統進入下一個狀態。S1狀態：A車道黃燈亮，B車道紅燈亮，此時A車道允許超過停車線的車輛繼續通行，而未超過停車線的車輛禁止通行，B車道禁止車輛通行。當A車道黃燈亮夠規定時間后，控制器發出狀態轉換信號，系統進入下一個狀態。S3狀態：A車道紅燈亮，B車道綠燈亮。此時A車道禁止車輛通行，B車道允許車輛通行，當B車道綠燈亮夠規定時間后，控制器發出狀態轉換信號，系統進入下一個狀態。S2狀態：A車道紅燈亮，B車道黃燈亮。此時A車道禁止車輛通行，B車道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當B車道紅燈亮夠規定的時間后，控制器發出狀態轉換信號，系統進入下一個狀態S0狀態。S0、SSS3狀態分別分配狀態編碼為00、011，由此得到控制器的狀態，如表1所示。控制器狀態信號狀態車道運行狀態S0 (00)A綠燈，B紅燈A車道通行，B車道禁止通行S1（01）A黃燈，B紅燈A車道過線車通行，未過線車禁止通行B車道禁止通行S3（11）A紅燈，B綠燈A車道禁止通行，B車道通行S2（10）A紅燈，B黃燈A車道禁止通行，B車道過線車通行，為過線車禁止通行表13 單元電路設計與分析：它是整個電路的動力輸入，本實驗中我采用NE555定時器，設計如下：圖2 555定時器電路圖555定時器的工作原理如下：555定時器由3個阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器C1和C基本RS觸發器、放電三極管TD和緩沖反相器G4組成。虛線邊沿標注的數字為管腳號。其中，1腳為接地端；2腳為低電平觸發端，由此輸入低電平觸發脈沖；6腳為高電平觸發端，由此輸入高電平觸發脈沖；4腳為復位端，輸入負脈沖（）可使555定時器直接復位；5腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓，不用時，以防止引入干擾；7腳為放電端，555定時器輸出低電平時，放電晶體管TD導通，外接電容元件通過TD放電；3腳為輸出端，輸出高電壓約低于電源電壓1V—3V，輸出電流可達200mA，因此可直接驅動繼電器、發光二極管、指示燈等；8腳為電源端，可在5V—18V范圍內使用。555定時器工作時過程分析如下：，比較器C1和C2的比較電壓為：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。當VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出高電平，基本RS觸發器置0，G3輸出高電平，放電三極管TD導通，定時器輸出低電平。當VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出高電平，基本RS觸發器保持原狀態不變，555定時器輸出狀態保持不來。當VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出低電平，基本RS觸發器兩端都被置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。當VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，基本RS觸發器置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。圖3 555定時器引腳排列圖：定時器與系統秒脈沖（由時鐘脈沖產生器提供與同步的計數器構成，要求計數器在狀態信號ST作用下，首先清零，然后在時鐘脈沖上升沿作用下，計數器從零開始進行增1計數，向控制器提供模5的定時信號TY和模25的定時信號TL。計數器選用集成電路74LS163進行設計較簡便。74LS163是4位二進制同步計數器，它具有同步清零、同步置數的功能。74LS163的外引線排列圖和時序波形圖如圖5所示，其功能表如表2所示。由兩片74LS163級聯組成的定時器電路如圖6所示。圖4 74LS163的外引線排列和時序圖輸入輸出CPCRLDPTD3D2 D1 D0 Q3Q2Q1Q0x0xxxxxxx000010xxdcbadcbax110xxxxx保持x11x0xxxx保持（C=0）1111xxxx計數表2 74LS163的功

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