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数字逻辑实验报告-交通灯控制电路.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.09M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘要
    一、总体分析及框架
    1.1设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路
    1.2交通灯控制电路分析
    1.2.1交通灯运行状态分析
    1.2.2电路工作总体框架
    二、交通灯控制电路的部分电路
    2.1电源电路
    2.2脉冲电路
    2.3分频电路
    2.4状态控制电路
    2.4灯显示电路
    三、结语
    摘要............................................................................................................. 1 一、总体分析及框架.................................................................................1 1.1 设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路....1 1.2 交通灯控制电路分析.....................................................................2 1.2.1 交通灯运行状态分析........................................................... 2 1.2.2 电路工作总体框架................................................................3 二、交通灯控制电路的部分电路............................................................ 4 2.1 电源电路.........................................................................................4 2.2 脉冲电路.........................................................................................5 2.3 分频电路.........................................................................................7 2.4 状态控制电路.................................................................................8 2.4 灯显示电路.....................................................................................9 三、结语................................................................................................... 11
    摘要 本文着眼于目前普遍应用在城市道路上的交通灯控制系统，设计 了一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。 关键词：交通灯；控制电路；proteus 仿真；电路设计 一、总体分析及框架 1.1 设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电 路 要求如下： （1)、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向车道和南 北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行。 （2）、绿灯亮时通行，通行时间都设为 10 秒（该时间没有精确要求）； 红灯亮时停止通行，停止通行时间为 10 秒（该时间没有精确要 求）；红绿灯转换过程中，亮黄灯一次，时间设为 5 秒（该时间 没有精确要求）。 1
    （3）、设计相关提示：所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右 转弯问题。 1.2 交通灯控制电路分析 1.2.1 交通灯运行状态分析 交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿， 配以红、黄、绿三组。 时间到计时显示。一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮。 每盏灯顺序点亮，循环往复，每个方向顺序为绿灯、黄灯、红灯。交 通灯的运行状态共有四种，分别为： 状态 0：东西方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向 车道的红灯亮，车道， 人行道禁止通行。 状态 1：东西方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向 车道的红灯亮，车道， 人行道禁止通行； 状态 2：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北 方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行； 状态 3：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北 方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行； 4 种状态循环往复，并且红灯的倒计初始值为绿灯的倒计初始值和黄 2
    灯的倒计初始值之和。交通灯电路的具体运行状态框图如图 1(人行道 交通灯未标明)所示： 图 1 交通灯运行状态分析图 1.2.2 电路工作总体框架 交通灯控制电路主要由以下几部分构成，如图 2 所示，有电源电 脉冲电路，分频电路，倒计时电路，(交通灯)状态控制电路，灯显示 电路。 3
    图 2 交通灯控制电路功能模块框图 二、交通灯控制电路的部分电路 2.1 电源电路 电源电路主要由整流、滤波、稳压三部分组成，用于供给数字电路的 工作电源。整流部分由变压器与整流桥 KBP210G 组成。220V、50Hz 的交流输入经过变压器之后，输出 9V、50Hz 的交流电压。该电压输 入整流桥，整流桥由四只整流二极管接成电桥的形式组成。整流桥输 出 8.1V 的直流电压。滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，由 1mF 的电容组成电容滤波电路。电容滤波电路简单，负载直流电压 较高，纹波也较小，适合负载电压较高，负载变动不大的场合。稳压 电路用于稳定电压的输出，由三端集成稳压器 L7805 和电容组成。 4
    C2、C3 用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电 路引入的高频干扰，C4 用于减少稳压电源输出端由输入电源引入的 低频干扰。如图 3： 图 3 电源电路 2.2 脉冲电路 利用 555 定时器为主组成多谐振荡器，输出 4Hz 的矩型方波，实现 脉冲电路功能。555 定时器的原理图如图 4 所示，功能表如表 1 所 示： 图 4 555 定时器原理图 5
    输入 输出 阀值输入（ 11V ） 触发输入（ 12V ） 复位（ DR ） 输出（ 0V ） 放电管 T × 2 ccV 3 2 ccV 3 2 ccV 3 × ccV 3 ccV 3 ccV 3 0 1 1 1 0 1 0 导通 截止 导通 不变 不变 表 1 555 定时器功能表 组成的脉冲电路如图 5 所示： 图 5 脉冲电路 根据功能表和电路图计算，有以下公式： 6
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