简易交通灯电路设计

交通信号灯电路的设计
一、实验目的：
1、了解循环码节拍分配器的工作原理、设计方法及应用。
2、实现简易交通灯电路的设计
3、学会用Multisim2001设计简易交通灯电路
二、实验要求：
设计一个循环节拍分配电路—简易交通灯电路。
基本要求：
（1）、3个输出端分别表示红、绿、黄三灯，交通灯亮的顺序是红、黄、绿、红、黄、绿单向循环点亮。
（2）、输出用发光二极管显示。
（3）、三种灯亮的时间是红、绿灯每次亮l0s,黄灯每次亮5s；
提高要求：
（1）、有3个输出端分别表示红、绿、黄三灯，交通灯亮的顺序是红、黄、绿、黄、红依次循环点亮，红、绿灯亮10S，黄灯亮5S。（双向循环）
（2）、具有手动控制功能，能使某种颜色的灯亮时间为定值；
三、实验原理:
1、设计思路
①基本要求：利用节拍分配器原理，由计数器和译码器实现红绿灯按实验要求顺序循环，计数器由定时钟脉冲控制，本次实验红灯、绿灯与黄灯亮的时间比为2:1，故可利用译码器的连续两个输出管脚表示红灯或绿灯，一个输出管脚表示黄灯，通过CP端输入的5秒时钟脉冲来实现实验要求。
②提高要求：利用计数器的组合状态反馈功能，通过切换反馈状态可实现单、双向循环；利用计数器的保持功能可实现手动、自动控制功能。
2、设计方案和参数计算
简易交通灯的基本电路由芯片74LS161，74LS138，74LS00,发光二极管构成，NE555定时器构成。
秒脉冲：5V的直流信号通过NE555转变成有某一固定频率的方波，此频率可通过滑动变阻器改变阻值来调整, 为了与实验箱中1s的脉冲信号一致，设此频率为1Hz,由公式f=1/[(R1+2R2)Cln2],则R1=50K,R2为50K的滑动变阻器，C=10uF,旁路电容为0.01uF。
分频器：利用分频器74LS161实现5分频，使得脉冲信号周期为5s。
译码分配器：译码器74LS138用于分配亮灯时间。译码分配器分配的每单位亮灯时间为5s,在74LS138的连续两个输出端经与非门后再接发光二极管，就能达到连续亮十秒的目的，所以可以在74LS138的输出端Y0—Y5按如下图所示接入三个与非门后，再接红、黄、绿灯。
计数器：计数器74LS161用于产生BCD码，利用其保持、计数的功能可实现手动自动功能。
①计数器74LS161输出端QC的信号经非门后，再接入输入端LD，这样就使得红灯连续亮十秒，黄灯亮五秒，绿灯连续亮十秒，而且又能按照红黄绿单向的顺序自动循环。
②计数器74LS161输出端QC和QA的信号经与非门后，再接入输入端LD，这样就使得红灯连续亮十秒，黄灯亮五秒，绿灯连续亮十秒，黄灯亮五秒，再红灯亮十秒，进而进入红黄绿双向的顺序自动循环。
3、总电路原理框图

                             手、自动切换              清零                                                                 
      
                           
      



                                          

5V直流                      单、双向循环
   


4、芯片功能表
74LS161功能表

74LS138功能表

5、交通灯真值表：
①单循环时状态表:

②双循环时状态表:
四、元件清单：
元件（芯片含插座）                数量        元件                数量
芯片        74LS161        2        电阻        50K        1
        74LS138        1        电位器        50K        1
        74LS00        2        电容        10uF        1
        NE555        1                0.01 uF        1
五、思考题：
1、上述交通灯电路如果要求灯亮时间可调该如何设计？
答：要实现上述设计的交通灯电路灯亮时间可调，则有两个方法：如果脉冲信号源是由NE555和滑动变阻器构成的，则可以调动滑动变阻器的阻值，从而改变脉冲信号的周期来实现，可调范围非常广；如果脉冲信号源是由实验室中固定的秒脉冲信号提供，则可以改变分频器74LS161的模来实现，但可调范围比较小，是秒信号脉冲周期的整数倍。

学习学习，谢谢分享！

学习了，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

LZ多活跃，多分享自己的经验哦，看了很不错。，看不懂呀。

wfj583380513 发表于 2015-6-26 17:20
LZ多活跃，多分享自己的经验哦，看了很不错。，看不懂呀。

哪里不懂啊，可以留言问的、、、、、

你好，我有一个设计是设计灯的快闪慢闪循环的，我觉得和你的这个挺类似的，你知道要怎么选芯片，怎么设计吗

学习学习，谢谢分享！

学习学习，不错的东西。

楼主你好，本人刚学习数字电路，请问上面的逻辑门是不是直接按照型号就能买到？因为有个自己动手的实验，麻烦楼主讲下要买的东西好不，没买过这类器件吗

学习学习，谢谢分享！

新手 如果全部变成红灯的话需要加些什么吗

好贴帮顶 做一个看看

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有没有仿真啊？

原理图画不出来啊

罗佳林 发表于 2015-6-28 18:59
哪里不懂啊，可以留言问的、、、、、

原理图画不出来，有些元器件在库里找不到

你好，请问基本跟提高都是同一个电路吗？

红灯刚开始的时候，为啥没有亮10秒，而是亮5秒，之后就可以亮10秒了

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