1、智能交通燈的設(shè)計(jì)摘 要：交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。通過采用數(shù)字電路對交通燈控制電路的設(shè)計(jì),提出使交通燈控制電路用數(shù)字信號自動控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法,指揮各種車輛和行人安全通行,實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動化. 因此，在本次課程設(shè)計(jì)里，將以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，同時引入了電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，利用了數(shù)字邏輯這一強(qiáng)大工具，同時還運(yùn)用了protel軟件和一些數(shù)字邏輯器件，來設(shè)計(jì)了可控制的交通信號燈。關(guān)鍵詞：交通燈，設(shè)計(jì)，電路仿真abstract：the emergence of t

2、raffic lights so that traffic can be effective control, for ease traffic flow, improve the road capacity, the effect of significantly reducing traffic accidents. through the use of digital circuitry on the traffic lights control circuit design, to enable the traffic lights control circuit at a cross

3、roads with two sets of automatic control of digital signal red, yellow and green traffic lights approach the status of the conversion, command a variety of vehicles and pedestrians safe passage to achieve automated traffic management at the crossroads. therefore, in the course design, the traditiona

4、l design methods will be based at the same time the introduction of electronic design automation technology, the analog signal into a digital signal, use this powerful tool for digital logic, at the same time also used the protel software and some digital logic devices, to design that can be control

5、led by traffic lights.keywords：traffic lights, design, circuit simulation目 錄1前言11.1設(shè)計(jì)背景11.2設(shè)計(jì)目標(biāo)12總體方案設(shè)計(jì)22.1方案比較22.2方案論證42.3方案選擇43單元模塊設(shè)計(jì)53.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)53.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇113.3特殊器件的介紹124系統(tǒng)調(diào)試144.1調(diào)試環(huán)境144.2硬件調(diào)試145系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)165.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能165.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試166結(jié)論177總結(jié)與體會188謝辭199參考文獻(xiàn)20附錄211 前言縱觀交通事業(yè)的發(fā)展歷史，以前，人們出門

6、遠(yuǎn)行或運(yùn)輸東西最常用到的的交通工具是馬車，但是隨著社會的進(jìn)步經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一種新型交通工具汽車隨之問世。為了緩解交通的負(fù)荷量，使車輛運(yùn)行暢通無阻，交通事業(yè)整嚴(yán)有序，國家起用了雙車道交通燈控制系統(tǒng)。通過紅，綠，黃三色燈進(jìn)行單一的控制，使其遵守紅燈停，綠燈行的原則。但是隨著社會的發(fā)展，此系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交通控制事業(yè)的需求，需要一種全新的控制理念，進(jìn)而引進(jìn)了與我國國情相符合的國外先進(jìn)的控制體系，多車道交通燈控制系統(tǒng)，不但解決以往交通控制系統(tǒng)的局限性，同時還加快車了車流輛速度。并制定了第三十八條明確規(guī)定：綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行， 黃燈亮?xí)r，已越過停止線

7、的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。 研究交通燈控制系統(tǒng)：一方面可以更好地學(xué)習(xí)數(shù)字電路的應(yīng)用技術(shù)，能進(jìn)一步加深對數(shù)電的理解，從而達(dá)到更深層次的運(yùn)用它，另一方面可以為城市多車道交通燈控制系統(tǒng)提供一種智能化的技術(shù)方案，雖然此次設(shè)計(jì)過程是以簡單的電路來實(shí)現(xiàn)對實(shí)行交通燈控制，但是智能化交通控制系統(tǒng)，是交通控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，也是社會發(fā)展的需要。1.1 設(shè)計(jì)背景隨著中國加入wto，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國際接軌。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。1.2 設(shè)

8、計(jì)目標(biāo)通過采用數(shù)字電路對交通燈控制電路的設(shè)計(jì),提出使交通燈控制電路用數(shù)字信號自動控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法,指揮各種車輛和行人安全通行,實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行， 黃燈亮?xí)r，已越過停止線的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。2 總體方案設(shè)計(jì)通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識，主要提出了三種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這三種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析比較它們的特點(diǎn)，然后闡述最終選擇方案的原因。2.1 方案比較城市路口交通信號控制系統(tǒng)大體上分為三種類型：定

9、周期的信號機(jī)、多時段且具有無電纜協(xié)調(diào)功能的微電腦型信號機(jī)以及聯(lián)網(wǎng)式自適應(yīng)多想為智能型信號機(jī)。具體采用哪種類型，應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用場合及特點(diǎn)加以確定。其中，第一種類型以其成本低，設(shè)計(jì)簡單，安裝及維護(hù)方便等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。本文討論的交通燈控制系統(tǒng)就屬于該種類型。該交通燈控制系統(tǒng)主要由時間發(fā)生器電路、信號燈定時電路、數(shù)字顯示電路、手動與自動控制電路等幾個部分組成。2.1.1 方案一用傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)并制作，方案一原理框圖如圖2-1所示。控制器a車道信號燈譯碼電路b車道信號燈秒脈沖信號發(fā)生器定時器 圖2-1 方案一的原理框圖系統(tǒng)主要由控制器、定時器、秒脈沖信號發(fā)生器、譯碼器、信號燈組成。其中控制器是核

10、心部分，由它控制定時器和譯碼器的工作，秒脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生定時器和控制器所需的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號，譯碼器輸出兩條信號燈的控制信號。、為定時器的輸出信號，為控制器的輸出信號。當(dāng)某車道綠燈亮?xí)r，允許車輛通行，同時定時器開始計(jì)時，當(dāng)計(jì)時到45s時，則輸出為1，否則，=0；當(dāng)某車道黃燈亮后，定時器開始計(jì)時，當(dāng)計(jì)時到5s時，輸出為1，否則=0。為狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，當(dāng)定時器計(jì)數(shù)到規(guī)定的時間后，由控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，定時器開始下一個工作狀態(tài)的定時計(jì)數(shù)。2.1.2 方案二555定時 器計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器交通顯示燈交通燈選擇器通道選擇器圖2-2方案二原理框圖由555定時器計(jì)時,驅(qū)動交通燈選擇器控制交通燈的顯示,當(dāng)一個方向

11、的計(jì)數(shù)完成之后會產(chǎn)生一個脈沖,給通道選擇器, 然后通道選擇器驅(qū)動計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到另一個進(jìn)制,由計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器預(yù)置555定時器的定時時間,然后再驅(qū)動交通燈選擇器控制交通燈的顯示,如此往復(fù),其中555定時器是由電阻和電容來控制定時時間,其中的計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器就可用一個數(shù)據(jù)分配器74138來選擇所需電阻的大小來控制,通道擇器就可用兩個jk觸發(fā)器構(gòu)成一個四進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,其中兩個輸出端就可以來作為計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器74138的輸入,并且這兩個輸出端還可作為交通燈選擇器74138的輸入。2.1.3 方案三交通燈的電路由下載電路及外圍電路組成，所用到的器件有emp7064slc44芯片、鐘振、發(fā)光二極管、電阻

12、和導(dǎo)線。eda流程圖如圖2-3所示：原理圖程序清單功能仿真綜合 適配時序仿真 編程下載fpga/cpld圖2-3交通燈eda流程圖2.2 方案論證方案一中控制器應(yīng)該由秒信號發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、控制器、譯碼驅(qū)動電路及信號燈等7部分組成，其原理圖如上圖。該電路的工作原理是：用秒信號發(fā)生器產(chǎn)生1s的周期信號作為計(jì)數(shù)器的時鐘脈沖；用計(jì)數(shù)器分別計(jì)數(shù)5s、30s,計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器，顯示紅、黃、綠燈點(diǎn)亮的時間，同時向控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號。控制器以計(jì)數(shù)器的歸零信號作為時鐘脈沖進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，其輸出分兩路：一是控制信號燈譯碼電路，驅(qū)動信號燈的點(diǎn)亮；二是控制計(jì)數(shù)器，使其歸零。 方案二相對

13、比較簡單，主要由定時器和時序邏輯電路的相互作用來控制遞減的數(shù)字顯示和交通燈的轉(zhuǎn)變。每個干道的通行時間分別與2個狀態(tài)對應(yīng)，為了簡化電路，采用僅對干道通（禁）行時間狀態(tài)控制的參考設(shè)計(jì)方案，交通燈的控制根據(jù)干道通行時間分段實(shí)現(xiàn)。在一般狀況下，由自動控制系統(tǒng)來控制定時器以達(dá)到交通狀況的轉(zhuǎn)變；一旦發(fā)生突發(fā)事件，可以有人為控制自動按鈕以改變定時器，從而改變時序邏輯電路的波形，最后達(dá)到交通燈。方案三是運(yùn)用eda技術(shù)，使用verilog hdl語言編寫音樂發(fā)生器的程序，借助quartus軟件對程序進(jìn)行仿真方案選擇。2.3 方案選擇通過這三個方案的對比,由第二個方案用的是555定時器來計(jì)時,所以無法顯示倒計(jì) 時

14、的時間。定時采用倒記時的方式，這里可以用二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里我們用74ls191加減計(jì)數(shù)器來完成計(jì)數(shù)功能，并通過數(shù)碼管顯示出來。定時的起始信號由狀態(tài)控制電路給出，當(dāng)一種定時時間結(jié)束的信號輸入到狀態(tài)控制電路時，由控制電路去啟動、關(guān)閉三色交通燈或啟動另一種倒計(jì)時電路。我覺得第一個方案更符合我們的實(shí)際要求, 故選擇第一個方案。3 單元模塊設(shè)計(jì)本章主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要分為四個單元模塊，它們分別是：秒脈沖發(fā)生器、定時電

15、路模塊、控制器電路模塊和譯碼器模塊。各單元模塊功能及相關(guān)電路的具體說明如下。3.1.1 脈沖信號發(fā)生器秒脈沖信號發(fā)生器需要產(chǎn)生一定精度和幅度的矩形波信號。本設(shè)計(jì)中由于秒脈沖信號作為計(jì)數(shù)器的計(jì)時脈沖，其精度直接影響計(jì)數(shù)器的精度，因此要求秒脈沖有比較高的精度。一般情況下，要做出一個精度比較高、頻率很低的振蕩器有一定的難度，工程上解決這一問題的辦法是先做一個頻率比較高的矩形波振蕩器，然后將其輸出信號通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行多級分頻，就可以得到頻率比較低、精度比較高的脈沖信號發(fā)生器，其精度取決于振蕩器的精度和分頻級數(shù)。按照這種的思路設(shè)計(jì)出圖3-1所示的秒脈沖信號發(fā)生器。 圖3-1 秒脈沖發(fā)生器圖3-1中由陶瓷振

16、蕩器、電阻、電容和4060內(nèi)含的振蕩電路共同構(gòu)成32768 振蕩器，產(chǎn)生頻率為32468的矩形波，經(jīng)4060內(nèi)部的14級計(jì)數(shù)器的分頻，得到頻率為2的矩形波，然后由74ls160的端得到頻率為1的秒脈沖信號，用該脈沖作為減法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。3.1.2 定時器模塊設(shè)計(jì)74ls161的外引線排列圖如圖3-2所示。圖3-2 74ls161管腳圖其功能表如表3-1所示。表3-1 74ls161功能表輸 入 輸 出 mr clktc cepcetp3 p2 p1 p0 q3 q2 q1 q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 q3 q2 q1 q0 1 1 0 q3

17、 q2 q1 q0 1 1 1 1 狀態(tài)碼加1以秒脈沖作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，設(shè)計(jì)一個四十五進(jìn)制和五進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如圖3-3所示。 圖3-3 定時器電路3.1.3 控制器模塊設(shè)計(jì)控制器是交通管理的核心，它應(yīng)該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。按照圖2-3的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，控制器有4個狀態(tài)，因此可由兩個觸發(fā)器構(gòu)成，本設(shè)計(jì)中選用兩個jk觸發(fā)器產(chǎn)生4個狀態(tài)。（1）a車道綠燈亮，b車道紅燈亮，此時a車道允許車輛通行，b車道禁止車輛通行。當(dāng)a車道綠燈亮能夠規(guī)定時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)。（2）a車道黃燈亮，b車道紅燈亮，此時a車道允許超過停車線的車輛繼續(xù)通行，而未超過停車線

18、的車輛禁止通行，b車道禁止車輛通行。當(dāng)a車道黃燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)。（3）a車道紅燈亮，b車道綠燈亮。此時a車道禁止車輛通行，b車道允許車輛通行，當(dāng)b車道綠燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)(1)描述中的狀態(tài)。由以上分析，交通信號燈有4個狀態(tài)，可分別用、來表示，并且分別分配狀態(tài)編碼為00、01、11、10，由此可得到控制器的狀態(tài)。表3-2 控制器狀態(tài)表：控制狀態(tài)信號燈狀態(tài) 車道運(yùn)行狀態(tài)（00）a綠燈，b紅燈a車道通行，b車道禁止通行（01）a黃燈，b紅燈a車道過線車通行，未過線車禁止通行，b車道禁止通行（11）a紅燈，b綠燈

19、a車道禁止通行，b車道通行（10）a紅燈，b黃燈a車道禁止通行，b車道過線車通行，未過線車禁止通行001001110/00/01/10/01/11/10/00/0 圖3-4 控制器的狀態(tài)圖控制器的輸入為觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)以及和，控制器的輸出為觸發(fā)器的次態(tài)和控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號,由此得到表3-3所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。表3-3 控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 輸入 輸出現(xiàn) 態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件 次 態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號 0 00 00 10 11 11 11 01 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1根據(jù)表3-3，寫出狀態(tài)方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換信

20、號方程為 （3-1） （3-2） （3-3）以上三個邏輯函數(shù)可用多種方法實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用四選一數(shù)據(jù)選擇器74ls153來實(shí)現(xiàn)，這種方法比較簡單。圖3-5中r和c構(gòu)成上電復(fù)位電路，保證觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，復(fù)觸發(fā)器的時鐘輸入端輸入1秒脈沖。圖3-5 控制器電路圖3.1.4 譯碼器模塊設(shè)計(jì)譯碼器的作用是將控制器輸出、構(gòu)成的4種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成為甲乙車道上6個信號燈的控制信號。定義：a車道綠燈亮為ag=1，a車道綠燈滅為ag=0；a車道黃燈亮為ay=1，a車道黃燈亮為ay=1,a車道黃燈滅為ay=0；a車道紅燈亮為ar=1,a車道紅燈滅為ar=0。b車道綠燈亮為bg=1，b車道綠燈滅為bg=0；a車道黃燈

21、亮為by=1，a車道黃燈亮為by=1,b車道黃燈滅為by=0；b車道紅燈亮為br=1,b車道紅燈滅為br=0。則有表3-3所示的譯碼器輸入和輸出之間的對應(yīng)關(guān)系。3-4控制器輸出與信號燈之間關(guān)系狀態(tài)（） ac ay ar bg by br 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 由表3-4可以寫出ag、ay、ar、bg、by、br與之間的邏輯關(guān)系： ag=,ay=,ar= （3-4） bg=,by=,br= （3-5）圖3-6 譯碼器電路3.2 電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇3.2.1 元器件選擇4060內(nèi)含的

22、振蕩電路、74ls160、74ls161、數(shù)據(jù)選擇器74ls153、74ls139發(fā)光二極管、電阻、電容、jk觸發(fā)器、邏輯門等。3.2.2 時鐘電路秒脈沖發(fā)生器見圖3-1，圖中c1=10pf,c2=39pf;r1=330k，r2=15m cy=32768.產(chǎn)生頻率為32468的矩形波，經(jīng)4060內(nèi)部的14級計(jì)數(shù)器的分頻，得到頻率為2的矩形波，然后由74ls160的端得到頻率為1的秒脈沖信號。3.3 特殊器件的介紹本系統(tǒng)中主要使用了如下一些功能新器件：4060、74ls139。下面就這些器件的功能特點(diǎn)、主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說明。3.3.1 4060器件介紹圖3-7 4060引腳圖cd4060

23、是14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器分頻器，其有三個特點(diǎn)：（1）內(nèi)置振蕩器；（2）全靜態(tài)操作；（3）有14級計(jì)數(shù)器，但只有10個輸出端。其內(nèi)部框圖和引出端功能如圖3-7所示。cd4060是4000系列cmos器件中的一種，是14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它內(nèi)部有兩反相器，外接兩個電阻及一個電容就可組成振蕩器，作為時鐘發(fā)生器。輸入時鐘脈沖時(下降沿)，輸出端輸出記數(shù)脈沖。它有一個復(fù)位端(reset)，當(dāng)復(fù)位端為高電平時所有輸出端都是低電平。3.3.2 74ls139器件介紹3-8 74ls139引腳圖74ls139 跟74ls138類似,區(qū)別在于139內(nèi)部是2個獨(dú)立的2-4譯碼器。輸入的2位二進(jìn)制碼共有4種狀態(tài)，譯碼

24、器將每個輸入代碼譯成對應(yīng)的一根輸出線上的高、低電平信號。例如，當(dāng)輸入代碼ba=10時，對應(yīng)y2輸出為低電平，其余輸出全為高電平。為使能端，低電平有效。它既可控制電路的工作，也可用于擴(kuò)展邏輯功能。=0時，24譯碼器工作；=1時，電路被禁止，輸出全部為高電平，輸出狀態(tài)與輸入數(shù)據(jù)無關(guān)。ba可視作二進(jìn)制數(shù)據(jù)，b為高位，a為低位，與輸出y0y3對應(yīng)。表3-3 74ls139功能表系統(tǒng)調(diào)試輸 入輸 出y0 y1 y2 y3使能端選 擇a b1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 10 0 1 1 0 1 10 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 04 系統(tǒng)調(diào)試4.1 調(diào)試環(huán)境tina pro是

25、重要的現(xiàn)代化eda（electronic design automation，即電子電路設(shè)計(jì)自動化）軟件之一，用于模擬及數(shù)字電路的仿真分析。其研發(fā)者是歐洲designsoft kft.公司,目前大約流行四十多個國家,并有二十余種不同語言的版本,其中包括中文版，大約含有兩萬多個分立或集成電路元器件。該軟件的具體功能包括：在模擬電路分析方面，tina pro除了具有一般電路仿真軟件通常所具備的直流分析、瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)分析、傅立葉分析、溫度掃描、參數(shù)掃描、最壞情況及蒙特卡羅統(tǒng)計(jì)等仿真分析功能之外，還能先對輸出電量進(jìn)行指標(biāo)設(shè)計(jì)，然后對電路元件的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。此外，它具有符號分析功能，即能給出時

26、域過渡過程表達(dá)式或頻域傳遞函數(shù)表達(dá)式；具有rf仿真分析功能；具有繪制零、極點(diǎn)圖、相量圖、nyquist圖等重要的仿真分析功能。在數(shù)字電路分析方面，tina pro支持vhdl語言；并具有bus總線及虛擬連線等功能，這避免了電路圖中元件之間連線過密，使得電路繪圖界面看起來更清晰、簡潔。tina pro具有八種虛擬測量儀器，各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測試儀器（如多蹤示波器）的動態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。tina pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。 tina pro可以與其硬件設(shè)備tina-lab，即實(shí)時信號發(fā)生

27、器、數(shù)據(jù)采集器相連接，故能將實(shí)時測量與虛擬仿真結(jié)果相比對。這是目前所知能實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能的少數(shù)實(shí)用技術(shù)產(chǎn)品之一。4.2 硬件調(diào)試1在tina軟件中打開設(shè)計(jì)好的仿真電路,點(diǎn)擊開啟運(yùn)行, 剛開始是30進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，控制的就是南北方向綠燈亮,東西方向紅燈亮。效果如下圖：圖4-2 計(jì)數(shù)顯示器2.25s過后數(shù)碼管顯示為05時，黃燈就開始閃爍，一直閃到數(shù)碼管顯示為00為止,其中紅綠燈狀態(tài)是不變的；效果如下圖： 圖4-3交通燈顯示器（南北綠燈）3.然后切換到東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，25s過后開始黃燈閃爍，一直閃到數(shù)碼管顯示為00為止,其中紅綠燈狀態(tài)是不變的；效果如下圖： 圖4-4 交通燈顯示器（南北紅燈

28、）5 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)介紹系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，對應(yīng)指標(biāo)參數(shù)的測試及分析系統(tǒng)存在的不足以及改進(jìn)。5.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能1. 用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號燈：a車道為東西向，有紅、綠、黃三個燈；b車道為南北向，也有紅、綠、黃三個燈。紅燈亮禁止通行；綠燈亮允許通行；黃燈亮則表示該車道上以過停車線的車輛繼續(xù)通行，未過停車線的車輛停止通行。2. 每條道路上每次通行時間為30s. 在每次變換通行車道之前，要求黃燈先亮5s，才能變換通行車道。黃燈亮?xí)r，要求每秒鐘閃爍一次。3. 能實(shí)現(xiàn)正常的、即時顯示功能：試驗(yàn)電路可用4個七段數(shù)碼管作為倒計(jì)時顯示器，分顯示東西、南北方向的紅燈、綠燈和黃燈的時間。5.2

29、 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試首先秒脈沖發(fā)生器見圖3-1，圖中c1=10pf,c2=39pf;r1=330k，r2=15m.cy=32768.產(chǎn)生頻率為32468的矩形波，經(jīng)4060內(nèi)部的14級計(jì)數(shù)器的分頻，得到頻率為2的矩形波，然后由74ls160的端得到頻率為1的秒脈沖信號倒計(jì)時預(yù)置數(shù),通過秒脈沖源給倒計(jì)數(shù)器發(fā)送秒脈沖,倒計(jì)時器開始倒計(jì)時,驅(qū)動時間顯示器顯示,并且交通燈也正常運(yùn)行,當(dāng)?shù)褂?jì)時器計(jì)到5s時,我們當(dāng)然同時可以在時間顯示器上看到,這時倒計(jì)時器驅(qū)動黃燈控制器,使正在亮綠燈方向的黃燈閃爍,當(dāng)?shù)褂?jì)時器計(jì)到0時,驅(qū)動計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器,使倒計(jì)時器預(yù)置為另一個進(jìn)制,并同時控制和改變交通燈的顯示,其實(shí)就是計(jì)數(shù)

30、進(jìn)制轉(zhuǎn)換器既可以完成進(jìn)制轉(zhuǎn)換,也同時充當(dāng)了交通燈的轉(zhuǎn)換功能.如此往復(fù)循環(huán).最后利用門電路或者74ls139譯碼器實(shí)現(xiàn)交通燈信號轉(zhuǎn)換功能。6 結(jié)論本課程設(shè)計(jì)是我們組五四同學(xué)同學(xué)一起完成的，在整個實(shí)驗(yàn)過程中，我們共同設(shè)計(jì)，組裝，調(diào)試，接受檢查，積極面對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種問題。本設(shè)計(jì)控制器應(yīng)該由秒信號發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、控制器、譯碼驅(qū)動電路及信號燈等7部分組成.該設(shè)計(jì)做大亮點(diǎn)我覺得是秒脈沖發(fā)生器。沒有用555定時基電路，而是由陶瓷振蕩器、電阻、電容和4060內(nèi)含的振蕩電路共同構(gòu)成32768振蕩器，產(chǎn)生頻率為32468的矩形波，經(jīng)4060內(nèi)部的14級計(jì)數(shù)器的分頻，得到頻率為2的矩形波，然后由74ls160的端得到頻率為1的秒脈沖信號，用該脈沖作為減法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。由兩片161組成的減法計(jì)數(shù)器也實(shí)現(xiàn)它實(shí)現(xiàn)的功能，能夠正常實(shí)現(xiàn)每條道路上每次通行時間為30s. 在每次變換通行車道之前，要求黃燈先亮5s，才能變換通行車道。黃燈亮?xí)r，要求每秒鐘閃爍一次。能正常的、即時顯示功能。由于對軟件熟悉度不夠，所以仿真圖與原電路圖在器件使用上面有所差別！不過并沒有影響設(shè)計(jì)結(jié)果！用簡單的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)交通燈的控制，這是一大成功之舉！7 總結(jié)與體會通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動手、思考和解決問題的能力.現(xiàn)在設(shè)計(jì)已經(jīng)做好了,自己感覺還是比較好的,雖然花了很多的時間,但學(xué)到了很多東西.做課程設(shè)計(jì)的時