交通燈設計論文

本文主要設計一個東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路，要求每個方向有三盞燈，分別為紅、黃、綠，配以紅、黃、綠三組時間到計時顯示。每個方向的綠黃燈的定時時間可以預設，一個方向綠燈、黃燈亮時，另一個方向紅燈亮。每盞燈順序點亮，循環(huán)往復，每個方向順序為綠燈、黃燈、紅燈。交通燈的運行狀態(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時，南北方向紅燈亮，并且紅燈的倒計初始值為綠燈的倒計初始值和黃燈的倒計初始值之和。交通燈電路的具體運行狀態(tài)框圖如圖1所示：

交通燈運行狀態(tài)分析

交通燈控制電路主要由以下幾部分構成，如圖2所示，分別為時序脈沖產(chǎn)生和分頻電路、綠燈計時電路、綠黃燈初值預置電路、狀態(tài)控制電路、紅燈計時器、顯示電路等部分構成。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運行狀態(tài)。（狀態(tài)0~狀態(tài)3）。從而使相應的交通燈點亮，并決定下一個狀態(tài)的預置電路該預置的綠燈或黃燈的預置值。圖中的狀態(tài)控制器由二位加法器實現(xiàn)，2位加法器輸出00～11對應紅綠燈的4個狀態(tài)，綠燈1、黃燈1、綠燈2、黃燈2。當一個狀態(tài)計時時，數(shù)據(jù)選擇下一個狀態(tài)的預置值。當前狀態(tài)計時結束后，計數(shù)器置入下一個狀態(tài)計數(shù)值并計數(shù)，循環(huán)往復。綠燈1和黃燈1亮時紅燈2亮，綠燈2和黃燈2亮時紅燈1亮。綠燈亮時，紅燈顯示值為綠燈的值加黃燈預置值加1，黃燈亮時，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時和計時轉(zhuǎn)換。假定當前狀態(tài)如綠燈亮，運行結果分析如下：狀態(tài)控制器輸出接入四選一譯碼器，選中綠燈1所對應的數(shù)碼管，此時四位減法計數(shù)器輸出結果送入綠燈1對應的數(shù)碼管，顯示綠燈計時的時間，其他數(shù)碼管（黃燈1、綠燈2和黃燈2均不亮），而紅燈2同時也被選中，開始顯示當前的紅燈2時間，紅燈2的時間為綠燈1和黃燈1計時之和。當計時遞減到0時，狀態(tài)控制器的狀態(tài)進入下一個狀態(tài)，同時四位減法計數(shù)器置入黃燈1預置的時間，開始對黃燈計時進行遞減，此時紅燈2的時間僅為黃燈1的時間，當黃燈1遞減到0 ，狀態(tài)控制器又進入綠燈2亮的時間，分析過程與上面類似。這樣周而復始完成交通的顯示過程。