交通灯控制逻辑电路设计

交通灯控制逻辑电路设计 一 、简述 为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框.图 如图 4.1 所示。 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下： 1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为 NSR，NSY ，NSG；东西方向的红、黄、绿灯 分别为 EWR，EWY，EWG，则满足图 4.1 的工作流程并且可以并行工作： NSG（EWR）→ NSR（EWG），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。 2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。时序工作流程见图 4.2 所示： 图4.3 中，假设每个单位时间为2 秒，则南北、东西方向的绿、黄、红灯亮的时间分别为12 秒、2 秒、12 秒，一次循环为24 秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。 3 .十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1 的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为12，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为2，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数码管的显示为12。 4 .可以手动调整脉冲时间，夜间为黄灯闪耀。 三、设计方案提示 根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图 4.1，设计方案可以从以下几部分进行考虑。 1.1Hz标准脉冲和分频器 因十字路口每个方向绿、黄、红灯亮时间比例分别为5：1：6，所以，如果选 4 秒（也可以任意）为一单位时间，则计数器每计数 4 秒输出一个脉冲。这一电路用 D 触发器（或由其他触发器构成的 D 类型触发器）即可实现。 2.交通灯控制器 由波形图可知，计数器每工作循环周期为 12，所以可以选用 12 进制计数器。计数可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里我们选用中规模74LS164 八位移位寄存器组成扭环形 12 进制计数器。扭环形计数器的状态表如表 1.1...