交通燈設(shè)計(jì)論文

本文主要設(shè)計(jì)一個(gè)東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路，要求每個(gè)方向有三盞燈，分別為紅、黃、綠，配以紅、黃、綠三組時(shí)間到計(jì)時(shí)顯示。每個(gè)方向的綠黃燈的定時(shí)時(shí)間可以預(yù)設(shè)，一個(gè)方向綠燈、黃燈亮?xí)r，另一個(gè)方向紅燈亮。每盞燈順序點(diǎn)亮，循環(huán)往復(fù)，每個(gè)方向順序?yàn)榫G燈、黃燈、紅燈。交通燈的運(yùn)行狀態(tài)共有四種，分別為：東西方向綠燈亮、東西方向黃燈亮、南北方向綠燈亮和南北方向黃燈亮。在東西方向綠燈和黃燈亮?xí)r，南北方向紅燈亮，并且紅燈的倒計(jì)初始值為綠燈的倒計(jì)初始值和黃燈的倒計(jì)初始值之和。交通燈電路的具體運(yùn)行狀態(tài)框圖如圖1所示：

交通燈運(yùn)行狀態(tài)分析

交通燈控制電路主要由以下幾部分構(gòu)成，如圖2所示，分別為時(shí)序脈沖產(chǎn)生和分頻電路、綠燈計(jì)時(shí)電路、綠黃燈初值預(yù)置電路、狀態(tài)控制電路、紅燈計(jì)時(shí)器、顯示電路等部分構(gòu)成。狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，由它決定交通燈處于哪一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。（狀態(tài)0~狀態(tài)3）。從而使相應(yīng)的交通燈點(diǎn)亮，并決定下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置電路該預(yù)置的綠燈或黃燈的預(yù)置值。圖中的狀態(tài)控制器由二位加法器實(shí)現(xiàn)，2位加法器輸出00～11對(duì)應(yīng)紅綠燈的4個(gè)狀態(tài)，綠燈1、黃燈1、綠燈2、黃燈2。當(dāng)一個(gè)狀態(tài)計(jì)時(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)選擇下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置值。當(dāng)前狀態(tài)計(jì)時(shí)結(jié)束后，計(jì)數(shù)器置入下一個(gè)狀態(tài)計(jì)數(shù)值并計(jì)數(shù)，循環(huán)往復(fù)。綠燈1和黃燈1亮?xí)r紅燈2亮，綠燈2和黃燈2亮?xí)r紅燈1亮。綠燈亮?xí)r，紅燈顯示值為綠燈的值加黃燈預(yù)置值加1，黃燈亮?xí)r，紅燈顯示數(shù)據(jù)和黃燈同步。
其他單元在狀態(tài)控制器的狀態(tài)控制下有序的完成計(jì)時(shí)和計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換。假定當(dāng)前狀態(tài)如綠燈亮，運(yùn)行結(jié)果分析如下：狀態(tài)控制器輸出接入四選一譯碼器，選中綠燈1所對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管，此時(shí)四位減法計(jì)數(shù)器輸出結(jié)果送入綠燈1對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管，顯示綠燈計(jì)時(shí)的時(shí)間，其他數(shù)碼管（黃燈1、綠燈2和黃燈2均不亮），而紅燈2同時(shí)也被選中，開(kāi)始顯示當(dāng)前的紅燈2時(shí)間，紅燈2的時(shí)間為綠燈1和黃燈1計(jì)時(shí)之和。當(dāng)計(jì)時(shí)遞減到0時(shí)，狀態(tài)控制器的狀態(tài)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，同時(shí)四位減法計(jì)數(shù)器置入黃燈1預(yù)置的時(shí)間，開(kāi)始對(duì)黃燈計(jì)時(shí)進(jìn)行遞減，此時(shí)紅燈2的時(shí)間僅為黃燈1的時(shí)間，當(dāng)黃燈1遞減到0 ，狀態(tài)控制器又進(jìn)入綠燈2亮的時(shí)間，分析過(guò)程與上面類(lèi)似。這樣周而復(fù)始完成交通的顯示過(guò)程。