交通灯控制电路设计案例

接线图 2023年07月21日 22:54 263 admin

1、原理框图

交通灯控制电路是由定时器、控制器、译码器组成的电路，实际交通灯的信号变换是由传感器发出信号实现的。在课程设计中，用数据开关表示传感器的信号。交通灯的系统控制框图如图1所示。

HG、HY、HR分别表示主干道绿、黄、红三色灯，FG、FY、FR分别表示支干道绿、黄、红三色灯，绿、黄、红三色灯可用发光二极管模拟。控制要求是：由—条主干道与一条支干道汇合成十字路口，在每一条路的路口处设置红、绿、黄三色信号灯。主干道处于常允许通行状态，支干道有车来时才允许通行，主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行T1，支干道每次放行T2，在每次由绿灯亮转换到红灯亮时，要经过黄灯亮的T3时间。现设：T1为45s；T2为25s；T3为5s。

交通灯控制电路设计案例第1张

图1 交通灯系统框图

2、各功能模块的参考电路

①定时器

定时器分别产生上述三个时间可隔后，向控制器发出“时间已到’’信号，控制器根据定时器与传感器的信号，决定是否进行状态转换。如确定要状态转换，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。

定时器由与系统脉冲同步的计数器构成，从系统脉冲得到标准的1Hz频率信号，当脉冲上升沿到来时，在控制信号的作用下，计数器从零开始计数，并向控制器提供模5、模25、模45信号，即T1、T2、T3时间间隔信号。(如需表示指示灯的显示时间，可考虑将计数器改为减法计数器，当控制信号脉冲上升沿到来时，计数器从44开始减法计数，直至减为0，这样可以显示45s的时间。如此类推，也可提供M5、M25分别显示5s、25s的亮灯信号)。

定时器电路是由5s、25s、45s计数器功能模块构成，这在前面已详述。

②控制器

交通灯的主控电路是一个时序电路，输入信号为：车辆检测信号（传感器信号）设为A、B，三个定时信号5s、25s、45s设为E、D、C。

控制器的状态转换表如表1所示。

状态	主干道	支干道	时间（s）
S0	绿灯亮，允许通行	红灯亮，禁止通行	45
S1	黄灯亮，停车	红灯亮，禁止通行	5
S2	红灯亮，禁止通行	绿灯亮，允许通行	25
S3	红灯亮，禁止通行	黄灯亮，停车	5

表1 状态转换表

逻辑变量的取值含义为：

A=0，主干道无车，A=1，主干道有车；B=0，支干道无车，B=1，支干道有车；

C=0，45s定时未到，C=1，45s定时到；D=0，25s定时未到，D=1，25s定时到；

E=0，5s定时未到，E=1，5s定时到。

状态编码为：S0=00，S1=01，S2=10，S3=11。

赋值后的状态转换表如表2所示。

A B C D E	Q2n Q1n	Q2n+1 Q1n+1	说明
× 0 × × ×	0 0	0 0	维持S0
1 1 0 × ×	0 0	0 0	维持S0
0 1 × × ×	0 0	0 0	由S0→ S1
1 1 1 × ×	0 1	0 1	由S0→ S1
× × × × 0	0 1	0 1	维持S1
× × × × 1	0 1	1 1	由S1→ S2
1 1 × 0 ×	1 1	1 1	维持S2
0 1 × × ×	1 1	1 1	维持S2
× 0 × × ×	1 1	1 1	由S2→ S1
1 1 × 1 ×	1 0	1 0	由S2→ S1
× × × × 0	1 0	1 0	维持S3
× × × × 1	1 0	0 0	由S3→ S0