交通信號燈控制電路的設計完稿畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 S0：支干道車道的綠燈亮，車道通行；主干道車道的紅燈亮，車道禁止通行S1：支干道車道的黃燈亮，車道緩行；主干道車道的紅燈亮，車道禁止通行S2：支干道車道的紅燈亮，車道禁止通行；主干道車道的綠燈亮，車道通行S3：支干道車道的紅燈亮，車道禁止通行；主干道車道的黃燈亮，車道通行其狀態編碼及狀態轉換圖如圖 34 所示 圖 34 交通信號燈狀態裝換圖顯然，這是一個二位二進制計數器。在這里，我們采用中規模集成計數器 CD4029 作為中心元件構成狀態控制器。電路如下圖所示：CD4029 可實現二進制/十進制的可進位、可預置的加/減計數。它由 B/D 端控制二/十進制計數，當B/D 端為高電位（即為 1）時，為二進制計數；相反為十進制計數。由U/D 端控制其加/減計數，當此端為高電位（1）時，為加計數；反之，為減計數。由 PSE 端控制是否預置初始數，當此端為高電位時，為有預置數；為低電位時，不預置初始數。它的 CO 端的輸出為借位輸出，CI 端的輸出為進位輸出。主、支干道上的紅、黃、綠信號燈的狀態主要取決于狀態控制器的輸出狀態。它們之間的關系見如下真值表。信號燈的狀態，“1”表示燈亮，“0”表示燈滅。狀態控制器輸出 主干道信號燈 支干道信號燈 Q1 Q2R（紅）Y（黃）G（綠）r(紅)y(黃)G(綠)00001100010101001010000111100010根據真值表，可求出交通信號燈邏輯函數表達式為：G=1：主干道車道綠燈亮Y=1：主干道車道黃燈亮R=1：主干道車道紅燈亮g=1：支干道車道綠燈亮y=1：支干道車道黃燈亮r=1：支干道車道紅燈亮在這里選擇半導體發光二級管模擬交通燈，由于門電路的帶灌電流能力一般比帶拉電流的能力強，要求門電路輸出地電平時，點亮相應的發光二極管。狀態譯碼電路組成如圖圖 35 交通燈狀態譯碼電路由譯碼器真值表中看出，黃燈亮時Q1必為高電平；而紅燈點亮信號與 Q1無關。現利用 Q1信號來控制一個三態門電路 74LS245，當 Q1 為高電平時，將秒信號脈沖引入到驅動紅燈的與非門的輸入端，使紅燈在黃燈亮其間閃爍；反之將其隔離。紅燈信號不受黃燈信號的影響。交通燈控制系統要有一個能自動裝入不同定時時間的定時器，以完成40秒和5秒的定時任務。該定時器由兩片 CD4029 構成的二位十進制可預制減法計數器完成；定時狀態由兩片74LS48 和兩只 LED 數碼管對減法計數器進行譯碼顯示；預置到減法計數器的時間常數通過三片8路雙向三態門74LS245 來實現。三片 74LS245 的輸入數據分別接入 40和5 兩個不同的數字，任一輸入數據到減法計數器的置入由狀態譯碼器的輸出信號來控制不同 74LS245 的選通信號來實現。例如：當狀態控制器在 S1(Q2Q1=01)或在 S3(Q2Q1=11)時，要求減法計數器按初值 5 開始記數，故采用 SS2 為邏輯變量而形成的控制信號 Q1 去控制輸入數據接數字 5 的74LS245 的選通信號。由于 74LS245 選通信號要求低電平有效，故 Q1 經一級反向器后輸出接相應的 74LS245 的選通信號。同理，輸入數據 40 的三態門74LS245 的選通信號用主干道綠燈信號與輔助控制器的主干道有人控制信號的或輸出來控制。所設計的定時系統電路圖見下圖 36 所示圖 36 交通燈定時及顯示電路 譯碼顯示電路由兩片 74LS248 芯片（譯碼）、兩片 CD4029 芯片（減計數）、三片 74LS245 芯片（預置數）和兩個 LED（共陰極，顯示時間）組成 。同時，在本系統中，應用短導線將控制板的信號引至顯示板上。74LS48 驅動能力有限，故實際用8個74LS48 驅動東西南北四個方向共 8 個 LED數碼管。74LS245只能為提供初始數用，它由三態門電路封裝而成，當控制端為低電位時，初始化數值為事先設置好的數值。秒信號產生器的電路是利用 555 定時器組成的秒信號發生器。NE555 芯片有單穩態電路功能，可發生方波信號，可適當的選擇電阻、電容，使其輸出信號的周期為 1 秒。 圖 37 秒信號發生器本電路輸出脈沖的周期為 ：T=*(R1+2*R2)*C，若 T=1s，令 C=10μF,R1=39kΩ，則R2=51k Ω。4系統電路板裝配與焊接對系統進行原理設計之后，就應該根據設計原理畫出系統的原理圖、裝配電路板并用電路板進行焊接，本設計用萬用實驗板進行焊接。電子產品的電氣連接，是通過對元器件、零部件的裝配與焊接來實現的。 安裝與連接是按照設計要求制造電子產品的主要操作環節。應該說，和電子工程技術的其它內容比較起來，安裝與連接的技術并不復雜，因此往往不受重視。 但是，產品的裝配過程是否合理，焊接質量是否可靠。對整機性能的影響是很大的，也許你聽說過，一些精密復雜的儀器因為一個焊點的虛焊，一個螺釘的松動而不能正常工作，甚至由于搬運，振動使某個部件脫落造成整機報廢，所以，掌握正確的安裝工藝與連接技術，對于電子產品的設計與研制、使用和維修都具有重要的意義。根據集成電路不同的封裝方式。安裝也有不同的方法和要求。在集成電路中。以塑料雙列直插式（DIP）和塑料功率電路（TO220）兩種應用較為常見。DIP器件一般采用專用插座進行安裝，裝配和焊接的規范程度，主要取決于印制板設計，制造的精度，因此比較容易掌握。當然，這種集成電路也能直接插焊在印刷電路板上，直接插焊法雖然犧牲了可更換性，但卻增加了可靠性并降