微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)--交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　二○一三年十一月</b></p><p><b>　　交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)生：王彥斌 指導(dǎo)教師：莊紅</p><p>　　內(nèi)容摘要：因?yàn)樯鐣?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。人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決

2、的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 </p><p>　　實(shí)現(xiàn)路口交通燈系統(tǒng)的控制方法很多，可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件、可編程序控制器PLC、單片機(jī)等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)電路在很大程度上要受到邏輯器件如門(mén)電路等的影響，調(diào)試工作極為不易，而筆者對(duì)單片機(jī)運(yùn)用來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)也不是很熟悉，因此

3、，最終筆者選擇了用可編程的控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，完成本次課設(shè)的題目。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 交通燈 程序 報(bào)告 設(shè)計(jì) </p><p>　　Traffic light control system design</p><p>　　Abstract：Along with the development of the society

4、 economy, the city transportation problem causes people's concern more and more. The coordination of the person ,car , the road threes relation, have become one of the important problems that the transportation manag

5、ement section demand resolve. The city transportation control system is the calculator that used for the city transportation data monitor. The transportation signal beacon control and transportation to appease comprehens

6、ive management</p><p>　　Carry out the control method of the street corner transportation light system a lot of, can carry out with the standard logic spare part. Programmable preface controller PLC, single s

7、lice machine etc. Carries out the influence that the electric circuit wants to be subjected to the logic spare part, such as door, electric circuit to a large extent etc. with the standard logic spare part among them, ad

8、just to try a work extremely not easy, and writer to single slice the luck use is not very either</p><p>　　Keywords: The PLC transportation light procedure report design.</p><p><b>　　目

9、 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求1</p><p>　　2 交通信號(hào)燈基本原理及設(shè)計(jì)方法2</p><p><b>　　3 主控制器4</b></p><p>　

10、　3.1 74LS90引腳排列圖與邏輯圖4</p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能5</p><p><b>　　4 計(jì)數(shù)器6</b></p><p>　　4.1 計(jì)數(shù)器的作用6</p><p>　　4.2 計(jì)數(shù)器的工作情況6</p><p>　　4.3

11、控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表7</p><p>　　4.5 狀態(tài)譯碼電路9</p><p>　　5 譯碼顯示電路9</p><p>　　5.1 共陽(yáng)極LED七段數(shù)碼管9</p><p>　　5.2 74LS247譯碼器11</p><p>　　5.2.1 以下介紹各引腳的功能：11</p&g

12、t;<p>　　5.2.2 數(shù)碼連接譯碼電路11</p><p>　　5.2.3 真值表12</p><p>　　6 555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路13</p><p>　　6.1 555定時(shí)器的引腳13</p><p>　　6.2 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器14</p><p>　　

13、6.3 555定時(shí)器工作原理15</p><p>　　7 組裝和調(diào)試過(guò)程16</p><p><b>　　8 結(jié)束語(yǔ)17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><

14、;p><b>　　前言</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?；氐剿奚?，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)。他的建議立即得到有

15、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、方

16、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>　　1 交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)目的以及要求</p>

17、<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>　　★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>　　★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)。通

18、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>　　★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>　　★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>　　★掌握連接實(shí)物圖的一般步驟和方法，

19、學(xué)會(huì)系統(tǒng)安裝與調(diào)試的一般步驟和方法；</p><p>　　★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>　　★主干道的通行時(shí)間長(zhǎng)于支干道的通行時(shí)間；</p><p>　　★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>　　★設(shè)計(jì)正計(jì)時(shí)60s、50s計(jì)時(shí)數(shù)碼

20、實(shí)現(xiàn)電路，要求每秒鐘改變一次數(shù)字； </p><p>　　★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>　　2 交通信號(hào)燈基本

21、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2-1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>　　圖2-1 路口交通指揮系統(tǒng)示意圖</p&g

22、t;<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>　　圖2-2 系統(tǒng)工作流程圖</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)字顯示譯碼驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成，整機(jī)電路的

23、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>　　圖2-3 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5s。3）5s后，主干

24、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>　　圖2-4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</p><p><b>　　3 主控制器&l

25、t;/b></p><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)。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3.3-1 74LS90管腳排列圖,邏輯圖如圖所示。為

26、以后敘述方便，設(shè)X1=QB,X0=QA。</p><p>　　圖3.1-1 74LS90管腳排列圖</p><p>　　圖3.1-2 主控制器的邏輯圖</p><p>　　3.2 74LS90的功能表及引腳功能</p><p>　　表3.2-1 74LS90功能表</p><p>　　如表7 4LS90功能表：

27、7 4LS90邏輯功能為</p><p>　　★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>　　★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>　　★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>　　則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制

28、加法計(jì)數(shù)器；</p><p>　　★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，則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；</p><p><b>　　★清零、置9功能；</b></p><p>　　★第一，異步清零當(dāng)、均為“1”、中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA=1001；第二，置9功能當(dāng)、均為

29、“1”;、中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA=1001</p><p><b>　　4 計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　4.1 計(jì)數(shù)器的作用</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

30、態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　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，

31、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>

32、;　　L=A+B+C (4.2-1)</p><p>　　考慮到主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為下降沿觸發(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4.2-1計(jì)數(shù)器。</p><p>　　圖4.2-1 計(jì)數(shù)器(利用74LS90正計(jì)數(shù)功能)</p><p>

33、;　　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)燈的譯碼電路的真值表。</p><p>　　表4.3-1 控制信號(hào)燈的譯碼電路的真值表</p><p>　　根據(jù)功能要求采用以下邏輯門(mén)電路構(gòu)成：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)

34、、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

35、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74LS00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4.4-1 74LS04六非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖4.4-2 74LS00四入與非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　圖4.4-3 742

36、0四輸出與非門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖</p><p>　　4.5 狀態(tài)譯碼電路</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>　　圖4.5-1 態(tài)譯碼電路</p><p><b>　　

37、5 譯碼顯示電路</b></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&

38、gt;　　此次設(shè)計(jì)采用的是共陽(yáng)極連接如圖</p><p>　　圖5.1-1 共陽(yáng)極數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　圖5.1-2 共陽(yáng)極數(shù)碼管接法</p><p>　　5.2 74LS247譯碼器</p><p>　　圖5.2-1 74LS247管腳功能排列圖</p><p>　　5.2.1 以下介紹各引腳的

39、功能：</p><p>　　★3腳是輸入端,當(dāng)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)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,當(dāng)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,顯示器各段均不亮,只有時(shí),譯碼器才根據(jù)A、B、C、D輸入狀而譯碼輸出

40、；</p><p>　　★3腳滅零輸入端,當(dāng)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腳滅零輸出端,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>　　

41、★分析: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)， 。輸出數(shù)碼各位的權(quán)從高位到低位分別為8、4、2、1；</p><p>　　5.2.2 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

42、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5.2.2-1 段數(shù)碼顯示器管腳接法</p><p>　　圖5.2.2-2 碼連接電路圖</p><p>　　5.2.3 真值表</p><p>　　共陽(yáng)極數(shù)碼管0-9的數(shù)字顯示真值表如下圖所示</p><p>　　表5.2.3-1

43、 七段顯示譯碼電路真值表</p><p>　　6 555振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路</p><p>　　555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>　　定時(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

44、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/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6.1-1 555的內(nèi)部電路圖</p><p>　　555定時(shí)器個(gè)引線(xiàn)端的用途如下：</p><p&

45、gt;<b>　　★1端為接地線(xiàn)；</b></p><p>　　★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端U0為輸出端；</p><p>　　★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；&

46、lt;/p><p>　　★3端UDD 為電壓控制端，如果CO 端另加控制電壓，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；<

47、/p><p>　　★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導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)T放電；</p><p>　　★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8.8-1 555定時(shí)器功能表，它全面表示了555的基本功能。</p><p>　　表8.8-1 55定

48、時(shí)器功能表</p><p>　　6.2 555定時(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6.2-1 555定時(shí)器采用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

49、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6.2-1 本次設(shè)計(jì)的秒脈沖電路圖</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C1的輸出為“0

50、”，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><b>　　(6.3-1)</b>&

51、lt;/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>　　(6.3-2)</b></p><p><b>　　(6.3-3)</b></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

52、所需要的元器件阻值：</p><p>　　≈5.1KΩ </p><p>　　≈5.1KΩ </p><p>　　≈100uF </p><p>　　≈0.01uF &

53、lt;/p><p>　　7 組裝和調(diào)試過(guò)程</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>　　★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>　　★將秒脈沖信號(hào)送入主控制

54、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>　　★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>　　★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6個(gè)發(fā)光二極管是否按設(shè)計(jì)要求發(fā)光

55、。</p><p>　　★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。</p><

56、p><b>　　8 結(jié)束語(yǔ)</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)我思考問(wèn)題的全面性。</

57、p><p>　　在整個(gè)課程設(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>　　本課程設(shè)計(jì)的完成是在莊老師的細(xì)

58、心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了莊老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向莊老師表示衷心地感謝！老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！</p><p>　　最后，感謝寧夏大學(xué)物電學(xué)院對(duì)我的教育和培養(yǎng)，請(qǐng)?jiān)试S我在此表達(dá)對(duì)母校的崇高敬意！</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)，高等教育出版社,2001.3,P20-P31</p><p>　　[2] 夏路易、石宗義：電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程，北京希望電子出版社,2009.3,P31-P45 </p><p>　　[3] 方至烈：第三代LED信號(hào)燈，復(fù)旦大學(xué)出版社,2003.2,P

60、69-P80</p><p>　　[4] 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,1999.10,P19-42</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,2005.2,P18-P39</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,1998.3,P49-P51</p><p&g

61、t;　　[7] 周偉：交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)原理，上海光源研究所,2005.4,P13-P29</p><p>　　[8] 王泰華：交通信號(hào)燈測(cè)試，湖北邦德出版社,2008.1,P78-P91</p><p>　　[9] 謝自美：電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)，華中理工大學(xué)出版社，2001.1，P35-P42</p><p>　　[10] 鄧則銘：電器與可編程控制器，機(jī)械工業(yè)出版社，200

62、3.3，P51-P60 </p><p>　　[11] 何燕陽(yáng):基于PLC的交通燈智能控制,漳州師范學(xué)院出版社，2005.7，P10-P13</p><p>　　[13] 李國(guó)厚:PLC原理與應(yīng)用設(shè)計(jì),化學(xué)工業(yè)出版社,2003.9，P8-P20</p><p>　　[14] 瞿大中:可編程控制器應(yīng)用與試驗(yàn), 華中科技大學(xué)出版社,2006.6，P30-P40</

63、p><p>　　[15] 魏志精:可編程控制器應(yīng)用技術(shù),電子工業(yè)出版社,2001.9，P27-P35</p><p>　　[16] 王兆義:小型可編程控制器使用技術(shù),機(jī)械工業(yè)出版社,2004.11，P48-P61 </p><p>　　[17] 史國(guó)生:電氣控制與可編程控制器技術(shù),化學(xué)工業(yè)出版社,2001.3，P65-P70</p><p>　　

64、[18] 黃繼昌:傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例,人民郵電出版社,1998.12,P18-P27</p><p>　　[19] 鐘肇新、彭侃:可編程控制器原理及應(yīng)用，華南理工大學(xué)出版社,1999.5，P54-P63</p><p>　　[20] 周明偵、張少明:基于plc控制的交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)，廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005.7,P61-P63</p><p>　　[2

65、1] 韓學(xué)輝、孫慧蓮:交通信號(hào)燈PLC控制的實(shí)現(xiàn),長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003.8,P86-P87</p><p>　　本文的連接：http://wenku.baidu.com/view/f8a520f10242a8956bece495.html</p><p>　　有代碼的課題連接：http://wenku.baidu.com/view/a9a66b86d4d8d15abe234eaf.h