交通信号灯控制电路一、设计任务与要求1．设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。2．要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。3．黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。二、实验设备1．数字双踪示波器2．74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容三、实验原理与实验电路1．实验原理简介实验电路主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。下面简要介绍个控制信号的意义：TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔是25秒，即两车道正常通行的时间间隔。定时器时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表示黄灯亮的时间间隔是5秒，定时时间到，TY=1.，否则，TY=0。ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由他控制定时器开始下个工作状态的定时。AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮；AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮；假设交通信号灯由四种状态组成：第一种状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道的车辆允许通行，乙车道的车辆禁止通行。绿灯亮足够时间间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一个工作状态。二种状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上为过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足够的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一个工作状态。三种状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道的车辆可以通过。绿灯亮足够规定时间间隔时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。四种状态：甲车道红灯来亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第一种工作状态。通信号灯以上四种工作状态是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，分别用S0、S1、S2、S3表示，则控制器的工作状态即功能表如下所示：控制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1（01）甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S2（11）甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S2（10）甲红，乙黄甲车道禁止通行，一车道缓行2．各单元电路的设计1）秒脉冲信号的设计：设计电路图如下，选用LM555CM芯片，只要控制信号发生器的频率、电压以及电阻乘以电容的值RC，在555芯片的输出端（2端）就能得出周期为一秒的秒脉冲波形，该波形就是系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，由他控制定时器和译码器的工作。U1LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2D11N3208R11kΩC1100nFV15Vrms50Hz0°VDD5V21VDD3XSC1ABExtTrig++__+_40脉冲信号发生器2）定时器的设计：定时器由于系统脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，计数器在状态信号ST作用下，首先清零，然后再时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增1计数，向控制器提供模5的定时信号TY和模25的定时信号TL。计数器选用集成电路74LS163设计。74LS163是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。74LS163的功能表如下所示：输入输出CRLDCTPCTTCPDADBDCDDQAQBQCQD0×××↑××××000010××↑ABCDABCD1111↑××××计数110×↑××××计数11×0×××××计数74LS的引脚排列图如下所示：定时器的电路图如下所示：其中ST状态转换信号由控制器发出，ST状态转换信号经过一个非门后，分别接到两片74LS163的同步置零端（即图中的CLR’端），两片的输入端（即A、B、C、D端）分别接地，秒脉冲信号发生器的输出秒脉冲信号分别接到两片74LS163的CP信号端（即图中的CLK端），当控制器发来的ST信号为1时，ST信号经过非门后变为0，则两片74LS163的输出端输出全为零，TY、TL信号为零，当ST信号变为1后，开始计数...
