电子技术课程设计报告交通灯.docx
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电子技术课程设计报告交通灯.docx
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电子技术课程设计报告交通灯
电子技术课程设计报告交通灯
武汉工程大学
电气信息学院
电子技术课程设计报告
设计名称:
交通灯
设计题目:
交通灯
学生学号:
130408
专业班级:
电气类13班
学生姓名:
孔庆尧
学生成绩:
指导教师:
戴璐平
课题工作时间:
至
摘要………………………………………………………………………………………II
Abstract…………………………………………………………………………………...II
第一章课题背景(或绪论、概述)……………………………………………………..1
1.1设计背景…………………………………………………………………………………...1
1.2设计目的…………………………………………………………………………………...1
1.3设计意义…………………………………………………………………………………...2
1.4本章小结…………………………………………………………………………………...2
第二章设计简介及设计方案论述………………………………………………………..3
2.1设计简介………………………………………………………………...………………………….....3
2.2设计方案论述…………………………………………………………..…………………….….4
2.3本章小结……………………………………………………………...…..……………………..5
第三章详细设计…………………………………………………………..………………..6
3.1秒脉冲发射器电路……………………………………………………...………………………….…6
3.2定时器电路…………………………………………………………..……………………………..…7
3.3控制器电路………………………………………………………………………………….9
3.4译码显示电路…………………………………………………………………..……...….…9
3.5本章小结………………………………………………………………..……………………….11
第四章设计结果及分析…………………………………………………..…………..…….12
4.1总体设计结果……………………………………………….…………………...……………..….12
4.2总体设计分析….…………………………………………………..…………………………….14
4.3电路检验…………….………………………………………………..……………………………15
4.4本章小结………………………………………………………………..…………………...….15
第五章电路仿真…………………………………………………..…………………..…….16
总结…….……………………………………………………..……………………...…….18
致谢…….……………………………………………………..…………………………....20
参考文献…….………………..………………………………..………………………...….21
附录主要芯片使用………...………………………………..……………………...…….22
摘要
交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。
经过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口四组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础,同时引入了电子设计自动化技术,将模拟信号转化为数字信号,利用了数字逻辑这一强大工具,同时还运用了Multisim软件来设计了可控制的交通信号灯。
关键词:
交通灯,设计,电路仿真
Abstract
Theemergenceoftrafficlightssothattrafficcanbeeffectivecontrol,foreasetrafficflow,improvetheroadcapacity,theeffectofsignificantlyreducingtrafficaccidents.Throughtheuseofdigitalcircuitryonthetrafficlightscontrolcircuitdesign,toenablethetrafficlightscontrolcircuitatacrossroadswithtwosetsofautomaticcontrolofdigitalsignalred,yellowandgreentrafficlightsapproachthestatusoftheconversion,commandavarietyofvehiclesandpedestrianssafepassagetoachieveautomatedtrafficmanagementatthecrossroads.Therefore,inthecoursedesign,thetraditionaldesignmethodswillbebasedatthesametimetheintroductionofelectronicdesignautomationtechnology,theanalogsignalintoadigitalsignal,usethispowerfultoolfordigitallogic,AtthesametimealsousedtheMultisimsoftwareandsomedigitallogicdevices,todesignthatcanbecontrolledbytrafficlights.
Keywords:
Trafficlights,design,circuitsimulation
第一章课题背景
1.1设计背景
1.1.1交通灯的使用背景
随着中国加入WTO,我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨,在交通控制方面也应与国际接轨。
随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。
因此,一个好的交通灯控制系统,将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。
1.1.2交通灯的发展现状及研究概况
随着电子技术的飞速发展,各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元,已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。
由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备。
数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域,更新换代速度可谓日新月异。
在电子系统非常广泛的应用领域内,到处可见到处理离散信息的数字电路。
供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。
数字电路制造工业的进步,使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能,从而提高系统可靠性和速度。
交通灯作为现在交通生活必不可少的一项,其设备也在不停地更新换代。
如今交通灯已经不能局限为简单的红黄绿三种灯,直行、左转、右转也都有了自己的标志灯。
我们需要更加复杂的设计来满足这些不断加剧的需求。
1.2设计目的
本设计在掌握十进制计数器、译码器电路的综合设计的基础下,综合运用了定时器,触发器,计数器,译码器等知识,并能使测得的结果保持一定的精度,具有一定的实用价值。
经过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口四组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。
绿灯亮时,准许车辆通行。
黄灯亮时,已越过停止线的车辆能够继续通行。
红灯亮时,禁止车辆通行。
主干道绿灯时间为45秒,黄灯时间为5秒,红灯时间为30秒次干道红灯为50秒,绿灯为25秒,黄灯为5秒
本课题采用的是TL082为脉冲发生器,74192为定时器4511译码,7474为控制器7408译码。
1.3设计意义
本设计与制作项目可提高学生对于元件的认识,更加了解各个元件功能的使用,而且经过设计控制电路锻炼学生的逻辑思维能力。
培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力,提高学生独立解决工程实际问题的能力.
1.4本章小结
本章主要简述了交通灯的发展、研究背景和本课题研究的主要内容。
第二章设计简介及设计方案论述
2.1设计简介
2.1.1设计任务
任务:
设计并实现一个能够控制十字路口交通的交通灯。
要求主干道绿灯时间为45秒,黄灯时间为5秒,红灯时间为30秒。
次干道红灯为50秒,绿灯为25秒,黄灯为5秒。
1.主干道为45秒绿灯时,绿灯结束时变为5秒黄灯。
此时支干道为50秒红灯。
2.主干道黄灯5秒结束后变为30秒红灯。
3.主干道为红灯时,支干道为25秒绿灯加5秒黄灯。
2.1.2设计的基本原理
1.用TL082设计一个秒脉冲发射器。
2.经过两片74192,两片4511和两个七段数码管设计时间倒数器。
3.经过7474、7408实现对两车道灯的控制。
4.将灯的亮灭和时间置数结合完成整体电路。
2.1.3当前所有的实现框图与方法原理
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2-1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,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2-1
方案二用单片机技术来实现交通灯控制
方案比较及选用依据:
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,可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。
我们的单片机编程技术不太过关,而且老师所发的实验材料更加适合用电子技术来实现。
因此我们选用了数字电子技术来实现交通灯控制。
2.2设计方案论述
(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45s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5s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25s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,乙车道上没过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5s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
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