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1、电子课程设计交通管理系统的设计 155,5556,0168信号灯管理：红、黄、绿题目交通管理系统的设计东西南北时间牌管理：显示时间，两位十进制数（1）红绿灯管理 当东西方向绿灯亮时，南北方向应亮红灯；反之，当南北方向亮 绿灯时，东西方向应亮红灯。 设有“自动/手动”开关对信号灯进行控制。 当开关位置在“自动”时，东西方向或南北方向红绿信号应 能每隔一定时间交替地显示，红绿信号灯显示时间相等，且 显示时间能在20秒60秒范围内按10秒间隔由人工设定。在 交替之前，从第五秒开始黄灯以2HZ频率闪动至交替时结束。 当开关位置在“手动”时，应能人工控制两个方向的红绿灯 的交替显示（交替前不要求黄灯闪动
2、）。由“手动”转入“ 自动”时，红灯或绿灯先转至何方向无要求。设计要求（2）时间牌的管理 当“自动/手动”开关由“手动”转入“自动”时，时间牌 应从设定值开始，按秒显示之后在任一时刻至本次红绿信 号交替时刻之间的时间。 当“自动/手动”开关打在“手动”位置时，或“紧急”开 关或“灭灯”开关有效时，时间牌数码管应熄灭。设计要求“自动” ：设计分析时间牌显示N：20s、30s、40s 、50s、60s五种N东西绿（南北红）5s黄灯闪N5s 黄灯闪东西红（南北绿）00交替时刻交替时刻AA读入读入“手动” ：设计分析0东西绿（南北红）0东西红（南北绿）MM交替时刻交替时刻BB时间牌熄灭系统功能结构框图
3、 各功能模块有模拟/数字等不同的设计方案和实现方式，由设计指标和给定条件决定 一个系统(功能模块)可以由模拟电路、数字电路或模数混合电路等几部分组成。红绿灯管理时间牌管理译码+驱动控制+驱动一、 控制器由于本系统运行在“自动”时，有多个环节的运作与东西南北方向通行的倒计时（对时钟脉冲作减计数 ）有关。如：减计数至小于等于5秒时，黄灯闪动；减计数至0秒，红绿灯交替并读入设定值；减计数在 当前值时，时间牌显示。 因此，控制器选择减计数型较为合适。具体结合实 验室条件，选用输出是两位BCD码的减计数器。原理设计控制器控制内容包括： 减计数至小于等于5秒，黄灯闪动。应能将0105秒从计数结果中识别出来
4、，故应有 “5秒译码电路”承担对0105秒的译码任务；同 时，有“黄灯闪动控制电路”控制黄灯的闪动。原理设计 减计数至0秒，红绿灯交替。 应有“00秒译码电路”承担对00秒的译码任务；并 有“红绿灯交替控制电路”控制红绿灯的交替。 减计数至0秒，读入设定值。 应利用“00秒译码电路”的输出，使计数器的置数 端有效，以读入设定值。原理设计二、时间初值设定设定值分20秒60秒五档，故应有“设定值读入 电路”，能根据开关的选位，分别设定不同的初值。 三、脉冲产生与分频时间牌按秒显示，黄灯每秒闪动2次，故应有“秒脉冲和半秒脉冲发生器”，为计数器和黄灯控制提 供所需频率的矩形脉冲。原理设计四、时间显示及
5、数码管驱动器应有“时间显示电路”，承担计数结果的显示任务，包括：显示译码、驱动和高位灭0等。五、红黄绿信号灯及信号灯控制器应有“信号灯驱动电路”，承担驱动信号灯（红、黄、绿灯）发光的任务；信号灯控制器，控制红 黄绿灯的交替工作。原理设计六、 “手动/自动”选择电路能根据“手动/自动”开关的选位，选择“自动显示”或“手动显示”信号，去控制红绿灯及数码 牌的显示。原理设计显示译 码器减计数器单刀多 掷开关 + 编码器555定时器计数器红、黄、绿 发光二极管数据选择器设计框图秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯
6、驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图一、减计数控制器时间显示按十进制数规律变化，可考虑选用BCD 码输出的加减计数器74LS192。A B C D LD CLR UP DOWNQA QB QC QD BO CO 74LS192两片减计数器的连接？先将两片串接为100 进制减计数器，在此基础上 ，可进一步设计为其他进制计数器。单元电路设计秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf
7、2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图二、秒脉冲（1HZ）和半秒脉冲(2HZ)2Hz脉冲发生电路：555定时器构成的多谐振荡器，注意电阻、电容参数的设置。1Hz：分频单元电路设计秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图三、初值设定电路显示时间：2060s范围内按每10s由人工设 定，初值设定电路至少要输入5个初始值。如将计数器的低位片预置
8、初值0，高位片预 置数端接初值设定电路，即可实现设定20、30 、40、50、60这五个初始值。 单元电路设计A B C D LD CLR UP DOWNQA QB QC QD BO CO 74LS192单元电路设计在减计数器的输入端由开关直接设定初值 。用拨码盘（单刀多掷开关）和编码器组成 初值设定电路。秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图四、5秒译码和00译码电路按设计要求，
9、减计数至小于等于5s，黄灯闪动。 这意味着，系统能将0105s从计数结果中识别出来， 故应有“5秒译码电路”承担对0105s的译码任务。 减计数至0秒，红绿灯交替，并读入设定值。应有“00 秒译码电路”承担对00秒的译码任务。能实现译码的电路：门电路、数据选择器、 译码器、比较器等单元电路设计秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图五、时间显示电路时间显示电路用来显示计数器的输出结果
10、， 因为显示的时间值为2位，采用2位7段数码管显 示，数码管需要显示译码电路驱动。如7448 BCD-七段显示译码器，驱动共阴数码管。教材 P184-186页（动态扫描显示）单元电路设计7448驱动共阴数码管单元电路设计利用控制端 实现高位灭 零、灭牌等秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图六、手动/自动选择电路手动/自动选择电路用于实现手动控制和 自动控制的切换。电路可用二选一数
11、据选择器 (74LS257)实现。单元电路设计红绿控制信号BA+5V+5V自动红绿控制自动手动东西红南北红MUX秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图七、黄灯闪动控制电路按设计要求，当手动/自动选择开关在自动位置时，计数器减计数至小于等于5s时，黄灯闪动 ；当手动/自动选择开关在手动位置时，黄灯熄 灭；当系统处于自动控制时，这时可控制黄灯以 2Hz频率闪动。单元电路设计yellow
12、2Hz信号 自动选择信号 5秒译码信号秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图八、红绿灯交替控制电路按设计要求，自动时在减计数器计数至0时红绿灯自动交替。因此可将00译码电路的输出控制 红绿灯的自动交替。单元电路设计秒脉冲 半秒脉冲 发生器减计数控制器时间显示5秒译码00译码黄灯显示 控制红绿交替 控制自动显示手动显示自动/手动 选择信号灯驱动+5V +5Vf1=1HZf2=2HZf
13、2=2HZCPLD灭牌灭牌自动手动东西红南北红初值设定05 0100电路原理控制框图九、信号灯驱动电路在实际电路设计时，信号灯用发光二极管替代，信号灯驱动电路的任务是控制发光二极管的亮 与灭。可将东西红灯和南北绿灯各2盏并接，采用一 个驱动电路 P 驱动；同理，东西绿灯和南北红灯 各2盏并接，用一个驱动电路 P 驱动。4盏黄灯 并接，用一个驱动电路控制。另有一个灭灯信号送 至所有驱动电路输入端。单元电路设计发光二极管有一定的电流要求（一般为5 10mA）。门电路输出接发光二极管，通常接成灌电流形式而不接成拉电流形式（低电平驱动），以 增强门电路的驱动能力。发光二极管导通压降： 红色：1.6V； 黄色、绿色：2.0V单元电路设计
