《数字电子技术》课程设计说明书-十字路口交通管理控制器(可打印修改).pdf
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1、 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 1附件 1:学 号:学 号:0120809320414课课 程程 设设 计计题题 目十字路口交通管理控制器学目十字路口交通管理控制器学 院信息工程学院专院信息工程学院专 业通信工程班业通信工程班 级级 姓姓 名指导教师名指导教师2010 年 7 月 6 日2010 年 7 月 6 日 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 2课程设计任务书课程设计任务书学生姓名:学生姓名:专业班级:专业班级:通信 0804 班 指导教师:指导教师:工作单位:工作单位:信息工程学院 题 目:题 目:十字路口交通管理控制器 初始条件:初始条件:7 段数码管,芯片:74LS
2、192、74LS153、74LS00、74LS04、74LS32,红绿黄三色发光二极管,1k 电阻,5V 稳压源,方波函数信号发生器。要求完成的主要任务:要求完成的主要任务:在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮要求压线车辆快速穿越。根据车流状况不同,可调整三色灯点亮或关闭时间。(1)基本部分可用 LED 模拟交通灯;主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为 60 秒、5 秒、25 秒;次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为 20 秒、5 秒、65 秒;主、次道路时间指示采用倒计时制,用 2 位数码管显示。(2)扩展部分主、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以预置;主、
3、次道路绿、黄、红灯亮的时间可以分别调整时间安排:时间安排:7.2:理论设计7.37.4:安装调试或仿真7.5:撰写报告7.6:答辩指导教师签名:指导教师签名:2010 年 7 月 6 日 2010 年 7 月 6 日系主任签名:2010 年 7 月 6 日系主任签名:2010 年 7 月 6 日 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 3摘要摘要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,人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部
4、分。本次设计的任务要求是十字路口交通管理控制器,就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计思路和实验调试等问题来进行具体分析。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,人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本次设计的任务要求是十字路口交通管理控制器,就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计思路和实验调试等问题来进行具体分析。武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 4AbstractAbstractWith the developm
5、ent of society and economy,urban traffic problems and cause the attention of people,people,vehicles and road,the relationship of traffic management has become an important problem to be solved.Urban traffic control system is designed for urban traffic data traffic lights,traffic control and computer
6、 integrated management system of the channel,it is the modern urban traffic control system is one of the most important parts of it.The task of design requirement is crossing traffic management,urban traffic controller of the circuit principle,control system design and experiment on specific issues
7、such as debugging.With the development of society and economy,urban traffic problems and cause the attention of people,people,vehicles and road,the relationship of traffic management has become an important problem to be solved.Urban traffic control system is designed for urban traffic data traffic
8、lights,traffic control and computer integrated management system of the channel,it is the modern urban traffic control system is one of the most important parts of it.The task of design requirement is crossing traffic management,urban traffic controller of the circuit principle,control system design
9、 and experiment on specific issues such as debugging.武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 5目 录1 电路原理 52 方案的选择 62.1 方案一62.2 方案二72.3 方案的最终选择83 单元电路的设计 83.1 控制器电路83.2 倒计时显示部分 113.3 交通灯的显示部分 123.4 秒脉冲信号发生电路 134 电路总图145 电路的性能测试与仿真155.1 定时系统的测试 155.2 交通灯状态控制器的测试 166 小结与体会177 元器件清单 18参考文献 19 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 6十字路口交通控制管理
10、器十字路口交通控制管理器1 电路原理 根据设计要求主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为 60 秒、5 秒、20 秒,此道路绿、黄、红灯亮的时间分别为 20 秒、5 秒、25 秒。其时序关系如图 1 所示:图 1 交通灯时序工作图 根据要求中交通指示灯定时亮灭,时间指示采用倒计时显示,则需要由定时系统,计数器,时钟电路等来满足,状态控制器主要用于记录十字路口交通灯的工作状态,通过译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲,通过减法计数器对秒脉冲计数,达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的的回零脉冲时状态控制器完成状态转换。其工作框图如图 2 所示:时钟电路主道计数
11、次道计数译码显示译码显示组合电路组合电路秒脉冲电路主绿主黄主红次绿次黄次红计 数 器组 合 逻 辑 电 路 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 7 图 2 交通管理控制器框图2 方案的选择2.1 方案一 图 3 为交通灯控制器的一个参考设计方案,在这一方案中,系统由控制器、定时器、秒脉冲信号发生器、信号灯组成。其中控制器是核心部分,由它控制定时器和译码器的工作。秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需要的标准信号,译码器输出两路信号灯的控制信号。Tl 和 Ty 为定时器的输出信号,St 为控制器的输出信号.图 3 交通灯控制器框图 Tl:表示主道路或次道路绿灯亮的时间间隔,即车辆正常通行的时
12、间间隔。定时到 Tl=1,否则 Tl=0.Ty:表示黄灯亮的时间间隔,定时到,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一个工作状态的定时。2.2 方案二设主干道方向红绿黄灯分别为 R,G,Y,次道路方向红绿黄灯分别为 r,g,y。用十进制减数计数器控制三种状态的保持和切换,主干道和次干道共用同步的脉冲信号,主干道方向先由 60s 减数到 0s 的时候切换为黄灯并开始 5s 倒计时,到第二次减数到 0s 时切换为绿灯并开始 25s 倒计时,待减数到 0s 时在切换为绿灯,为一个循环(周期为 90s)。同理,次干道方向红黄绿三灯保持
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