当前位置:首页>> >>


69.交通灯定时设计仿真及课程设计报告.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180825165429230    类型:共享资源    大小:2.20MB    格式:RAR    上传时间:2018-08-25
      
    45
    金币
    关 键 词:
    69. 交通灯 定时 设计 仿真 课程设计 报告
    资源描述:
    课程设计说明书题 目: 交通灯定时控制系统 完成日期: 2018 年 6 月 4 日 1课 程 设 计 任 务 书设计题目 交通灯定时控制系统设计时间 2018 年 5 月 18 日至 2018 年 6 月 4 日学生姓名 朱浩崴 学号 2016550411 班级 16 自动化 4 班设计任务及要求:设计任务:设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,功能如下:(1)甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为 25 秒。(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先亮 5 秒钟,才能变换运行车道。(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。(4)十字路口显示灯亮时间,要求以秒为单位作减计数。选做扩展功能:要求通行时间和黄灯亮的时间均可在 0~99s 内任意设定。基本要求:(1)系统总体方案的设计,分析比较各种设计方案的优缺点,画出系统框图,并进行经济决策分析; (2)各单元电路:由 555 定时器产生的脉冲电路、定时电路、控制电路、显示电路及扩展功能电路的设计、参数计算和器件选择; (3)应用 Multisim 软件进行仿真,调整电路参数,使仿真结果符合设计任务要求。(4)列出元器件清单,领取元器件进行硬件制作; (5)硬件调试及逻辑功能测试; (6)按要求撰写设计说明书。2目 录Ⅰ.摘要1. 设计背景 ..................................................................................................................31.1 任务阐述 ......................................................................................................31.2 任务分析 ........................................................................................................31.3 课题项目管理计划进度表 ............................................................................52.设计方案 ....................................................................................................................62.1 系统方案设计 ................................................................................................62.2 单元电路设计 ................................................................................................72.3 完整电路设计 ..............................................................................................123. 方案实施 ................................................................................................................123.1 系统仿真及性能分析 ..................................................................................123.2 硬件制作与调试 ..........................................................................................134. 结果与结论 ............................................................................................................154.1 结果 ..............................................................................................................154.2 意义 ..............................................................................................................155. 收获与致谢 ............................................................................................................166. 参考文献 ................................................................................................................167. 附件 ........................................................................................................................17附件 1 :问题回答记录表 .................................................................................17附件 2 :元器件清单 .........................................................................................18附件 3 :实物图与上电效果图 .........................................................................193设计题目摘 要:通过电子电路实现一个十字路口的交通灯定时控制系统,甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为 25 秒,每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5 秒钟,才能变换运行车道,黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。经过仿真、装接、检查、调试达到了预期目标。关键词:交通灯;倒计时;闪亮;1. 设计背景1.1 任务阐述在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路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;绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,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。所以我们需要设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,功能如下:(1)甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25 秒。(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先亮 5 秒钟,才能变换运行车道。(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。(4)十字路口显示灯亮时间,要求以秒为单位作减计数。1.2 任务分析交通灯定时控制系统的原理框图如图 1-1 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为 25 秒,即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到,TL=1 ,否则 TL=0。4TY :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一个工作状态的定时。图 1-1 交通灯控制系统原理框图一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表 1-1:表 1-1 交通灯控制系统的工作状态及其功能控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定:AG=1:甲车道绿灯亮;BG=1:乙车道绿灯亮;AY=1:甲车道黄灯亮;BY=1:乙车道黄灯亮;AR=1:甲车道红灯亮;BR=1:乙车道红灯亮。由此得到交通灯的 ASM 图,如图 1-2 所示:控制器状态信号灯状态车道运行状态S0(00)S1(01)S3(11)S2(10)甲绿,乙红甲黄,乙红甲红,乙绿甲红,乙黄甲车道通行,乙车道禁止通行甲车道缓行,乙车道禁止通行甲车道禁止通行,乙车道通行甲车道禁止通行,乙车道缓行5图 1-2 交通灯的 ASM 图1.3 课题项目管理计划进度表表 1-2 课题项目管理计划进度表序号 各阶段完成的内容 完成时间1 查阅相关文献资料、课题调研 2018.5.18-2018.5.252 掌握设计软件、制订进度计划 2018.5.18-2018.5.203 系统方案的比较和选定,经济决策分 析 2018.5.20-2018.5.254 单元电路设计、参数计算及元器件选 择 2018.5.23-2018.5.285 系统仿真及性能分析 2018.5.26-2018.5.286 仿真结果检查 2018.5.28-2018.5.297 系统硬件制作及调试 2018.5.29-2018.5.308 硬件制作结果检查 2018.5.319 撰写课程设计说明书 2018.6.1-2018.6.462.设计方案2.1 系统方案设计主电路设计如下图 2-1 主电路设计图由于定时电路采用倒计时显示,所以必须使用十进制可逆计数器 74LS192 进行定时,倒计时显示电路的译码电路使用 CD4511 即可,无需设计,需要考虑的是控制电路和交通灯显示电路的设计,现给出控制电路和交通灯显示译码电路的控制方程如下:现在对不同的方案进行分析:控制电路:方案一:使用双四选一译码器 74LS153 进行控制方案二:使用非门(74LS04) 、三输入 3 与门(74LS15)、三输入或门(74LS32)组成的逻辑电路进行控制对控制电路两个方案进行分析,方案一中,分析状态方程,用双四选一译码器74LS153 可以很方便的对电路进行控制,而且三个状态方程只需两个 74LS153 芯片,并且连线较少。方案二中,而且与门需要 4 个,或门 3 个,使用芯片多且杂,使连线混乱,不可取。所以,控制电路的方案一更符合要求。译码电路:方案一:使用非门(74LS04)和两输入与门(74LS08)方案二:使用 D 锁存器(74LS74)和和两输入与门(74LS08)对译码电路两个方案进行分析,方案一中,由于控制电路会使用四个非门,74LS04 是六输入非门,译码电路恰巧只需要两个非门,故不需要增加新的芯片,更加经济,但没有对信号进行锁存,会导致信号不太稳定。方案二使用了 D 锁存器,虽然使显示信号更稳定,但额外增加了芯片,增加了电路成本,而且,黄灯信号需要反馈给高位数码管的消隐端,锁存器使信号锁存一个脉冲,导致数码管显示和交通灯显示不同步。所以,译码电路的方案一更符合要求。72.2 单元电路设计定时电路:定时器由与系统秒脉冲同步的计数器构成,要求计数器在状态转换信号 ST 作用下,先清零,然后在时钟上升沿作用下,计数器从零开始进行增 1 计数,向控制器提供模 5 的定时信号 TY 和模 25 的定时信号 TL。秒脉冲由 555 定时器产生,555 的引脚图和功能表如下图 2-2 555 的引脚图和功能表参数计算,T=(R 3+2R4)*C1*ln2,综合考虑了实验室的条件,我们决定使用两个47KΩ 的电阻,选用 C1=10uF,C2=0.1uF,该部分仿真图如下:图 2-3 555 定时器仿真图该部分电路主要完成以下的功能,为个位计数 74LS192 的减计数脉冲端提供计数脉冲,并使黄灯的闪烁计数电路由两个 74LS192 芯片组成,一个为十位,一个为个位,74LS192 芯片引脚图和功能表如下8图 2-4 74LS192 芯片引脚图图 2-4 74LS192 芯片功能表该部分仿真图如下:图 2-5 定时电路仿真图该部分电路主要完成以下的功能,实现 25 至 0 的倒计时,每秒接受一个 555 定时器产生的脉冲,计数减 1控制电路:控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从 ASM 图可以列出控制器的状态转换表,如表 2-1 所示:9表 2-1 控制器状态转换表由状态转换图可以写出状态方程 *= + +1Q0YT10Q10YT*= + +LLST= + + +1010Y101Q0YT由系统方案设计知,控制电路使用双四选一译码器 74LS153 来实现,74LS153的输出逻辑式为 Y=D0(A1’A0’)+D1(A1’A0)+D2(A1A0’)+D3(A1A0)所以我们可以写出驱动方程如下*表达式中,D 0=0,D 1= ,D 2= ,D 3=11QYTY*表达式中,D 0= ,D 1=1,D 2=0,D 3=0LLTST 表达式中,D 0= ,D 1= ,D 2= ,D 3=YY于是就形成了控制器的逻辑图。
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:69.交通灯定时设计仿真及课程设计报告.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-97715.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开