電子類(lèi)畢業(yè)論文----交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞2</b></p><p><b>　　引 言3</b></p><p>　　一、交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求4</

2、p><p>　　二.交通信號(hào)燈基本原理及設(shè)計(jì)方法4</p><p><b>　　三、主控制器6</b></p><p>　　3.1 74LS90引腳排列圖與邏輯圖6</p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能.7</p><p><b>　　四、計(jì)數(shù)器9</b

3、></p><p>　　4.1計(jì)數(shù)器的作用9</p><p>　　4.2計(jì)數(shù)器的工作情況9</p><p>　　4.3控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表10</p><p>　　4.4置數(shù)電路11</p><p>　　4.5狀態(tài)譯碼電路12</p><p>　　五.譯碼顯示電路13&

4、lt;/p><p>　　5.1共陽(yáng)極LED七段數(shù)碼管13</p><p>　　5.2 74LS247譯碼器14</p><p>　　六.555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路16</p><p>　　6.1 555定時(shí)器的引腳17</p><p>　　6.2 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器18</p><

5、p>　　6.3 555定時(shí)器工作原理19</p><p>　　七、交通燈信號(hào)燈控制總體框圖20</p><p>　　八.組裝和調(diào)試過(guò)程21</p><p><b>　　總 結(jié)23</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)23</p><p>　　交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)<

6、/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。 </p><p>　　當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人、車(chē)、路三者

7、關(guān)系的協(xié)調(diào)， 多值化方向發(fā)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注.隨著社會(huì)的發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素,因此,有許多設(shè)計(jì)工作者為改善城市交通環(huán)境設(shè)計(jì)了許多方案,而大多數(shù)都為交通指揮燈,本電路也正是基于前人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的.全部有數(shù)字電路組成,比較以前的方案更為精確。</p><p>　　關(guān)鍵詞：控制器 計(jì)數(shù)器 信號(hào)燈 譯碼電路</p><

8、p><b>　　引 言</b></p><p>　　黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國(guó)”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過(guò)去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)呼地一聲擦身而過(guò)，嚇了他一身冷汗。回到宿舍，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到

9、有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。 </p><p>　　中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于1908年出現(xiàn)在上海的英租。 從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。</p><p>　　當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、

10、方便人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)， 多值化方向發(fā)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注.隨著社會(huì)的發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素,因此,有許多設(shè)計(jì)工作者為改善城市交通環(huán)境設(shè)計(jì)了許多方案,而大多數(shù)都為交通指揮燈,本電路也正是基于前人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的.全部有數(shù)字電路組成,比較以前的方案更為精確。</p><p>　　一、交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求</p>

11、<p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車(chē)輛的安全運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮是城市交通自動(dòng)化的重要課題。本課題利用數(shù)字路的基本知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的交通燈控制系統(tǒng)要求。</p><p>　　1.掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法，掌握一個(gè)大的系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相互作 用和相互制約關(guān)系；</p><p>　　2.運(yùn)用數(shù)字電路理論知識(shí)自行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)較為完整的小型數(shù)字系統(tǒng)

12、。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路安排與調(diào)試、寫(xiě)設(shè)計(jì)論文等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)的具體步驟和方法，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高實(shí)際應(yīng)用水平；</p><p>　　3.學(xué)會(huì)用中規(guī)模器件設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的系統(tǒng)，并熟悉常用中規(guī)模器件的用法。</p><p>　　4.學(xué)會(huì)按照電路圖在面包板上合理布局使各器件在系統(tǒng)中的連線(xiàn)更簡(jiǎn)單，清晰；</p><p>　　5.掌握連接實(shí)物圖的一般步

13、驟和方法，學(xué)會(huì)系統(tǒng)安裝與調(diào)試的一般步驟和方法。</p><p>　　6.在實(shí)踐中運(yùn)用理論知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力；</p><p>　　7.主干道的通行時(shí)間長(zhǎng)于支干道的通行時(shí)間；</p><p>　　8.每次由綠燈變?yōu)榧t燈或由紅燈變?yōu)榫G燈的前5秒四個(gè)路口要亮黃燈以提示過(guò)往車(chē)輛及行人注意路燈變化，安全通行；</p><p>　　9.設(shè)計(jì)正計(jì)時(shí)60

14、s、50s計(jì)時(shí)數(shù)碼實(shí)現(xiàn)電路，要求每秒鐘改變一次數(shù)字； </p><p>　　10．在一個(gè)主支干道的十字路口，東西和南北方向各設(shè)置一個(gè)紅，黃，綠三種顏色的交通燈。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行。在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮5秒鐘，以便讓后來(lái)車(chē)輛準(zhǔn)備停車(chē)。由于主干道車(chē)輛較多，支干道車(chē)輛較少，所以要求主干道處于通行狀態(tài)的時(shí)間要長(zhǎng)一些，為60秒；而支干道通行時(shí)間為50秒。</p><p>　

15、　二.交通信號(hào)燈基本原理及設(shè)計(jì)方法</p><p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車(chē)輛的安全通行。有一個(gè)主干道和一個(gè)支干道的十字路口如圖3-1所示。每邊都設(shè)置了紅、綠、黃色信號(hào)燈。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行，在綠燈變紅燈時(shí)先要求黃燈亮幾秒鐘，以便讓停車(chē)線(xiàn)以外的車(chē)輛停止運(yùn)行。因?yàn)橹鞲傻郎系能?chē)輛多，所以主干道放行的時(shí)間要長(zhǎng)。</p><p>　　路口交通指揮系統(tǒng)示意圖<

16、/p><p>　　設(shè)主干道通行時(shí)間為N1，干道通行時(shí)間為N2，主、支干道黃等的時(shí)間均為N3，按主支干道通行的時(shí)間來(lái)看，設(shè)置N1﹥N2﹥N3。系統(tǒng)工作流程圖如圖所示。</p><p><b>　　系統(tǒng)工作流程圖</b></p><p>　　要實(shí)現(xiàn)上述交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制，則要求控制電路由時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、主控制器、信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字顯示譯

17、碼驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成，整機(jī)電路的原理框圖如圖所示。四個(gè)路口設(shè)有紅、黃、綠三色燈和兩位8421BCD碼的計(jì)數(shù)、譯碼顯示器。 </p><p>　　交通信號(hào)燈控制原理電路框圖</p><p>　　十字路口車(chē)輛運(yùn)行情況只有4種可能：1）設(shè)開(kāi)始時(shí)主干道通行，支干道不通行，這種情況下主綠燈和支紅燈亮，持續(xù)時(shí)間為60s。2）60s后，主干道停車(chē)，支干道仍不通行，這種情況下主黃燈和支紅燈亮，持續(xù)時(shí)間為

18、5s。3）5s后，主干道不通行，支干道通行，這種情況下主紅燈和支綠燈亮，持續(xù)時(shí)間為50s。4）50s后，主干道仍不通行，支干道停車(chē)，這種情況下主紅燈和支黃燈亮，持續(xù)時(shí)間為5s。5s后又回到第一種情況，如此循環(huán)反復(fù)。因此，要求主控制電路也有4種狀態(tài)，設(shè)這4種狀態(tài)依次為：S0、S1、S2、S3。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖所示。</p><p><b>　　三、主控制器</b></p><

19、p>　　3.1 74LS90引腳排列圖與邏輯圖</p><p>　　十字路口車(chē)輛運(yùn)行情況只有4種可能，實(shí)現(xiàn)這4個(gè)狀態(tài)的電路，可用兩個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，也可用一個(gè)二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器或二進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。我采用二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　采用反饋歸零法構(gòu)成4進(jìn)制計(jì)數(shù)器,即可從輸出端QBQA得到所要求的4個(gè)狀態(tài)。圖4-1 74LS90管腳排列圖,邏輯圖如圖所示。為以后敘述

20、方便，設(shè)X1=QB,X0=QA。</p><p>　　74LS90管腳排列圖</p><p><b>　　主控制器的邏輯圖</b></p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能.</p><p><b>　　74LS90功能表</b></p><p>　　如表7

21、 4LS90功能表：7 4LS90邏輯功能為</p><p>　　(1)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 </p><p>　　(2)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 </p><p>　　(3)若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，</p><p

22、>　　則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。</p><p>　　(4)若將CP1與QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端，</p><p>　　則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。</p><p>　　(5)清零、置9功能。</p><p><b>　　a) 異步清零</b></

23、p><p>　　當(dāng)R0(1)、R0(2)均為“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。</p><p><b>　　b) 置9功能</b></p><p>　　當(dāng)S9(1)、S9(2)均為“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA＝1001。</p>

24、<p><b>　　四、計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　4.1計(jì)數(shù)器的作用</b></p><p>　　計(jì)數(shù)器的作用有二：一是根據(jù)主干道和支干道車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間以及黃燈切換時(shí)間的要求，進(jìn)行60s、50s、5s 3種方式的計(jì)數(shù)；二是向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，主控制器根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p

25、>　　4.2計(jì)數(shù)器的工作情況</p><p>　　計(jì)數(shù)器除需要秒脈沖作時(shí)鐘信號(hào)外，還應(yīng)受主控制器的狀態(tài)控制。計(jì)數(shù)器的工作情況為：計(jì)數(shù)器在主控制器進(jìn)入狀態(tài)S0時(shí)開(kāi)始60s計(jì)數(shù)；60s后產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S1，計(jì)數(shù)器開(kāi)始5s計(jì)數(shù)；5s后又產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S2，計(jì)數(shù)器開(kāi)始50s計(jì)數(shù)；50s后也產(chǎn)生歸零

26、脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器進(jìn)入狀態(tài)S3，計(jì)數(shù)器又開(kāi)始5s計(jì)數(shù)；5s后同樣產(chǎn)生歸零脈沖，并向主控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，使計(jì)數(shù)器歸零，主控制器回到狀態(tài)S0，開(kāi)始新一輪循環(huán)。</p><p>　　根據(jù)以上分析，設(shè)60s、50s、5s計(jì)數(shù)的歸零信號(hào)分別為A、B、C，則計(jì)數(shù)器的歸零信號(hào)L為：</p><p><b>　　L=A+B+C</b>&l

27、t;/p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　A=S0 QC2= QC2 </p><p>　　B=S2 QB2 QA2= QB2 QA2</p><p>　　C=S1 QB1 QA1+S3 QB1QA1= X0 QB1 QA1</p><p>　　考慮到主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為下降沿

28、觸發(fā)，將L取反后送到主控制器的CP端作為主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)?？蛇x用集成異步十進(jìn)制加法記數(shù)器(74LS90)。圖5-1計(jì)數(shù)器。</p><p>　　圖計(jì)數(shù)器(利用74LS90正計(jì)數(shù)功能)</p><p>　　4.3控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表</p><p>　　主控制器的4種狀態(tài)分別要控制主、支干道紅、黃、綠燈的亮與滅。設(shè)燈亮為1，燈滅為0，則控制信號(hào)燈的譯碼電

29、路的真值表。</p><p>　　表控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表</p><p>　　由燈控真值表可寫(xiě)出六盞等的邏輯式,經(jīng)化簡(jiǎn)獲的六盞燈邏輯式為：</p><p>　　由真值表得燈控函數(shù)邏輯表達(dá)式</p><p><b>　　—</b></p><p>　　R=QB r =Q

30、 B</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　Y=QB QA y =QBQA</p><p>　?。撸?__</p><p>　　G=QBQA g =QBQA</p><p><b>　　4.4置數(shù)電路</

31、b></p><p>　　由真值表可分別寫(xiě)出各燈的邏輯表達(dá)式：</p><p>　　R=S2+S3=X1X0+X1X0=X1</p><p><b>　　Y=S1=X1X0</b></p><p>　　G=S0=X1X0 </p><p>　　r=S0+S1=X1X0+X1X0=X1<

32、/p><p><b>　　y=S3=X1X0</b></p><p><b>　　g=S2=X1X0</b></p><p>　　根據(jù)功能要求采用以下邏輯門(mén)電路構(gòu)成：</p><p>　　門(mén)電路是數(shù)字邏輯電路的基本組成單元，門(mén)電路按邏輯功能可分為：與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)以及與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、同或門(mén)、與或

33、非門(mén)。若按電路結(jié)構(gòu)組成的不同，可分為立元件門(mén)電路、CMOS集成門(mén)電路、TTL集成門(mén)電路等。各種集成門(mén)電路通常都封裝在集成芯片內(nèi)。此次設(shè)計(jì)采用的集成電路有74LS04、74LS00、74LS20引腳排列圖如下圖所示 這些集成電路的封裝形式均為雙列直插式。為雙列直插式集成電路的右下方通常是地線(xiàn)GND，左上方引腳一般是電源線(xiàn)VCC，其它引腳的用途如圖中符號(hào)所示，每個(gè)集成電路都有自己的代號(hào)，與代號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)形象地說(shuō)明了集成電路的用途。如74LS

34、00是二輸入端四與非門(mén)，它說(shuō)明這個(gè)集成電路中包含四個(gè)二輸入端的與非門(mén)。74LS04、74LS00、74LS20引腳圖如下圖所示：</p><p>　　圖74LS04六非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖74LS00四入與非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖7420四輸出與非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p><b>　　4

35、.5狀態(tài)譯碼電路</b></p><p>　　根據(jù)燈控函數(shù)邏輯表達(dá)式,可畫(huà)出由與門(mén)和非門(mén)組成的狀態(tài)譯碼器電路,如圖所示。將狀態(tài)控制器，狀態(tài)譯碼器以及模擬三色信號(hào)燈相連接，構(gòu)成三色信號(hào)燈邏輯控制電路，如圖所示。</p><p><b>　　圖 態(tài)譯碼電路</b></p><p><b>　　五.譯碼顯示電路</b>

36、;</p><p>　　譯碼顯示電路主要是由共陽(yáng)極LED七段數(shù)碼管，74LS247譯碼器組成。</p><p>　　5.1共陽(yáng)極LED七段數(shù)碼管</p><p>　　數(shù)碼管分為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)和共陰極結(jié)構(gòu)。若顯示器共陽(yáng)極連接，則對(duì)應(yīng)陽(yáng)極接高電平的字段發(fā)光；而顯示器共陰極連接，則接低電平的字段發(fā)光。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)采用的是共陽(yáng)極連接如圖

37、</p><p>　　圖 共陽(yáng)極數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　圖 共陽(yáng)極數(shù)碼管接法</p><p>　　5.2 74LS247譯碼器</p><p>　　圖 74LS247管腳功能排列圖</p><p>　　1.以下介紹各引腳的功能：</p><p><b>　?。?）3腳是輸入

38、端</b></p><p>　　當(dāng)=0時(shí),a、b、c、d、e、f、g均輸出為零,發(fā)光數(shù)碼管各發(fā)光段全亮,顯示8字用以檢查數(shù)碼管各發(fā)光段是否良好.當(dāng),=1時(shí),譯碼器按輸入BCD碼正常譯碼顯示.</p><p>　?。?）4腳滅燈輸入端</p><p>　　當(dāng)=0時(shí),不論A,B,C,D,的輸入狀態(tài)如何,譯碼器的輸出a、b、c、d、e、f、g均為高電平,顯示器

39、各段均不亮,只有=1時(shí),譯碼器才根據(jù)A、B、C、D輸入狀而譯碼輸出.</p><p>　　（3）3腳滅零輸入端</p><p>　　當(dāng)=0時(shí),若輸入DCBA=0000,則輸出不顯示0,若輸入為其它帶碼,則照常顯示.</p><p>　　（4）4腳滅零輸出端</p><p>　　該端同端共用一個(gè)引腳,它既是滅燈輸入端用來(lái)接收信號(hào),又是滅零輸出端

40、輸出信號(hào),為相鄰位提供滅零輸入信號(hào)。</p><p>　　注:常用的七段顯示器還加了小數(shù)點(diǎn)DP</p><p><b>　?。?）分析</b></p><p>　　當(dāng)編碼器某一個(gè)輸入信號(hào)為1而其它輸入信號(hào)都為0時(shí)，則有一組對(duì)應(yīng)的數(shù)碼輸出，如 7＝1時(shí)，Y3 Y2 Y1 Y0＝0111。輸出數(shù)碼各位的權(quán)從高位到低位分別為8、4、2、1。</

41、p><p>　　2.數(shù)碼連接譯碼電路。</p><p>　　74LS247是一種BCD碼輸入端,其中D是高電位;a、b、c、d、e、f、g是輸出端,輸出低電平有效,和共陽(yáng)極半導(dǎo)體發(fā)光數(shù)碼管各發(fā)光段的陰極引出線(xiàn)相互連接，下面是七段數(shù)碼顯示器管腳接法，74LS247和數(shù)碼管的管腳排列圖:</p><p>　　圖 段數(shù)碼顯示器管腳接法</p><p>

42、<b>　　圖 碼連接電路圖</b></p><p><b>　　3. 真值表</b></p><p>　　共陽(yáng)極數(shù)碼管的數(shù)字顯示真值表如下表所示</p><p>　　表 七段顯示譯碼電路真值表</p><p>　　六.555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路</p><p>　　555

43、定時(shí)器是種中規(guī)模集成電路，只要外部配上適當(dāng)阻容元件，就構(gòu)成脈沖產(chǎn)生和整形電路。</p><p>　　6.1 555定時(shí)器的引腳</p><p>　　時(shí)器555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列圖，如內(nèi)部電路圖，引腳排列圖。555定時(shí)器內(nèi)部含有一個(gè)基本RS觸發(fā)器，配個(gè)電壓比較器C1,C2,一個(gè)放電三極管T由三個(gè)5K的電阻的分配器，555定時(shí)器因此而得名一個(gè)輸出緩沖器G3。比較器C1的參考電壓為2VCC

44、/3加在同相輸入端C2的參考電壓為VCC/3加在反相輸入端，兩者均由分在器上取得。</p><p>　　圖 555的內(nèi)部電路圖</p><p>　　555定時(shí)器引腳排列圖</p><p>　　555定時(shí)器個(gè)引線(xiàn)端的用途如下：</p><p><b>　　1．1端為接地線(xiàn)；</b></p><p>

45、;　　2．2端為低電平觸發(fā)端，也稱(chēng)為觸發(fā)輸入端。當(dāng)2端的輸入高電壓高 于VCC/3時(shí)，C2輸出為1；當(dāng)輸入電壓低于VCC/3時(shí)，C2的輸出為0，使基本觸發(fā)器置1；</p><p>　　3．3端U0為輸出端；</p><p>　　4．4端是復(fù)位端，當(dāng)=0時(shí)，基本觸發(fā)器直接置0，使Q=0，=1；</p><p>　　5．3端UDD 為電壓控制端，如果CO 端另加控制電壓

46、，則可以改變C1，C2的參考電壓。工作中不使用CO 端時(shí)，一般都通過(guò)一個(gè)0.01uF的電容接地，以防旁路干擾；</p><p>　　6．6端TH 為高電平觸發(fā)端，當(dāng)輸入電壓低于2VCC/3時(shí)，C1的輸出為1；當(dāng)輸入電壓高于2VCC/3時(shí)，C1的輸出為0，使基本觸發(fā)器置0，即Q0=0，=1，這時(shí)定時(shí)器輸出U0=0；</p><p>　　7．7端D為放電端。當(dāng)基本觸發(fā)器的=1時(shí)，放電晶體管T

47、導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)T放電；</p><p>　　8．8端VCC為電源端，可在4.3-1.6V范圍內(nèi)使用，若為CMOS電路，則VCC=3-18V。</p><p>　　表7-1 555定時(shí)器功能表，它全面表示了555的基本功能。</p><p><b>　　55定時(shí)器功能表</b></p><p>　　6.2 555定

48、時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波的自激振蕩電路，由于矩形波包含和高次諧波成分，因此稱(chēng)為多諧振蕩器。如圖7-3 555定時(shí)器圖7-4 波形圖采用555設(shè)計(jì)的多諧振蕩器及其工作波形，其振蕩頻率與實(shí)際的數(shù)字鐘頻率略有出入，但可以通過(guò)校時(shí)裝置校時(shí)。多諧振蕩器也稱(chēng)無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)毋須外加發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）。用555實(shí)現(xiàn)多諧振需要外接電阻R1，R2和

49、電容C，并外接+3V的直流電源。只需在+VCC端接上+3V的電源，就能在3腳產(chǎn)生周期性的方波。</p><p>　　圖 本次設(shè)計(jì)的秒脈沖電路圖</p><p><b>　　圖 波形圖</b></p><p>　　6.3 555定時(shí)器工作原理</p><p>　　接通電后，它經(jīng)過(guò)電阻和對(duì)電容C充電，當(dāng)上升略高于時(shí)，比較器C

50、1的輸出為“0”，將觸發(fā)器置“0”，為“0”。這時(shí)， ＝1，放電管T導(dǎo)通，電容C通過(guò)和T放電，下降。當(dāng)下降略低于時(shí)，比較器C2的輸出為“0”，將觸發(fā)器置“1”，又由“0”變?yōu)椤?”。由于＝0，放電管T截止，又經(jīng)過(guò)和對(duì)電容C充電。如此重復(fù)上述過(guò)程，為連續(xù)的矩形波。</p><p>　　第一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)的脈沖寬度，即從充電上升到所需的</p><p>　?。ǎ〤ln2＝0.7（＋）C</

51、p><p>　　第二個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)的脈沖寬度，即從放電下降到所需的時(shí)間：</p><p><b>　　Cln2＝0.7C</b></p><p>　　振蕩周期 T=+0.7(＋2)C</p><p><b>　　振蕩頻率</b></p><p>　

52、　占空比 </p><p>　　由式可得,占空比大于總是>%50。若設(shè)占空比=%50，又知交通信號(hào)燈的振蕩周期是1S，可得到本次所需要的元器件阻值：</p><p><b>　　.R1≈5.1KΩ</b></p><p><b>　　R2≈5.1KΩ</b></p>

53、<p><b>　　C1≈100uF</b></p><p><b>　　C2≈0.01uF</b></p><p>　　七、交通燈信號(hào)燈控制總體框圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)各部分功能可畫(huà)出交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)總體框圖：</p><p>　　圖 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)總體框圖</p&

54、gt;<p><b>　　八.組裝和調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　在電路板上按整機(jī)框圖把主控制器、計(jì)數(shù)器、信號(hào)燈譯碼器、數(shù)子顯示譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器焊接好然后按以下步驟進(jìn)行調(diào)試：</p><p>　　1．秒脈沖信號(hào)發(fā)生器的調(diào)試，按照數(shù)字電子鐘的方法逐級(jí)調(diào)試振蕩電路和分頻電路，使輸出設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　

55、　2．將秒脈沖信號(hào)送入主控制器的CP端，觀(guān)察主控制器的狀態(tài)是否是按00、01、10、11、00…的規(guī)律變化。</p><p>　　3．將秒脈沖信號(hào)送入計(jì)數(shù)器的CP端，接入主控制器的狀態(tài)信號(hào)X0、X1，并把主控制器的狀態(tài)信號(hào)送入主控制器的CP端，觀(guān)察計(jì)說(shuō)器是否按60秒、5秒、50秒、5秒、60秒…循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　　4．把主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)X1、X0接至信號(hào)燈的譯碼電路，觀(guān)察

56、6個(gè)發(fā)光二極管是否按設(shè)計(jì)要求發(fā)光。</p><p>　　5．整機(jī)聯(lián)調(diào)，使交通信號(hào)燈控制電路正常工作。 </p><p>　　以上是本次設(shè)計(jì)的全過(guò)程，由以上分析知此設(shè)計(jì)所需材料有：3片74LS90、2片74LS247和2個(gè)共陽(yáng)數(shù)碼管、1個(gè)555定時(shí)器、3片74LS04、2片74LS20、1片74LS00、21個(gè)1k電阻、2個(gè)5.1k電阻。1個(gè)100UF電容、1個(gè)0.01UF 電容和導(dǎo)線(xiàn)若干

57、。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)此次交通控制信號(hào)燈的分析和設(shè)計(jì)，我深深感到學(xué)好數(shù)字邏輯電路的重要性。這一次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)，感觸最深的就是要想做好一個(gè)設(shè)計(jì)課題首先要對(duì)每一部分所涉及的知識(shí)點(diǎn)掌握好，只有這樣才能對(duì)設(shè)計(jì)做的得心應(yīng)手。通過(guò)此次焊接使我的焊接技術(shù)得到了加強(qiáng)，動(dòng)手能力也有了進(jìn)一步的提高，它鍛煉了我的分析、設(shè)計(jì)動(dòng)手的能力，培養(yǎng)

58、我思考問(wèn)題的全面性。</p><p>　　在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過(guò)程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。</p><p>

59、<b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 徐錦 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 第2版 北京 高等教育出版社</p><p>　　2. 夏路易 石宗義 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 第1版 北京希望電子出版社 </p><p>　　3.方至烈 第三代LED信號(hào)燈 復(fù)旦大學(xué)出版社</p><p>　　4

60、.王軍華 LED道路交通信號(hào)燈測(cè)試研究 交通管理學(xué)院研究所</p><p>　　5.郭玉平 探討交通信號(hào)燈 北京工業(yè)技術(shù)出版社</p><p>　　6.楊曉松 交通燈的信號(hào)測(cè)試 復(fù)旦大學(xué)出版社</p><p>　　7.周偉 交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)原理 上海光源研究所</p><p>　　8.王泰華 交通信號(hào)燈測(cè)試 湖北邦德出版社</p>