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首先介绍 555 计时电路的设计。周期12122ln2TTTRRC g要求,根据实验室提供的器材,我们选择,经过计1T 121CCF2510Rk算,我们选择两个和一个的电阻作为近似阻值。1423Rk200k30k周期,555 的输出可作为 CLK 信号。0.9496s1.0sT 交通灯分为主干道和直干道的绿红黄,一共六个灯,但在实际中,灯亮的情况只有四 种:1,主道绿灯支道红灯 2,主黄支红 3,主红支绿 4,主红支黄。我们根据这 4 种情况 对应设四种状态,S0,S1,S2,S3,用 Q1Q0 两个状态变量表示,分别为 00,01,10,11。这四种状态的转换是根据路况保持或转变的。转换的具体情况已在任务和要求中说明。和分别表示个位和十位的计数量。03MML03NNL设 A,B 分别表示主道,支道有无车辆,有车为 1,无车为 0有车无车A(主道)10B(支道)10我们设 L 表示对应状态该不该变灯,L 是由 A,B,Q1,Q0 决定,卡诺图如下AB Q1Q00001111000011001XxxX11XxXx101011化简后为(加图)111LQ BQ AQ B局部原理图如下:但在实际中,即使变为 1,如果计时没到灯的状态也不会变。因此我们设变量表示计LC 时是否到,表示计时到,表示计时没有到。只有当和同时为 1 时,状态1C 0C LC才会转变,交通灯才会变。因为我们采用的是倒计数,所以只有当和03MML都为 0 时,才为 1,所以我们令03NNLC(c 的附图)01230123CMMMMNNNN局部原理图如下:U1240192BD_5VO03 O12 O26 O37TCU12P015 P11 P210 P39PL11CPU5MR14CPD4TCD13U1340192BD_5VO03 O12 O26 O37TCU12P015 P11 P210 P39PL11CPU5MR14CPD4TCD13U14A4072BP_5VU14B4072BP_5VU15A4071BD_5V1920 2122232425262728C已知和后,我们画出状态转换图LCLC Q1Q0000111100000/00/01/00/0101/10/10/01/1111/00/00/11/1010/10/11/10/* 10Q QLC Q1Q000011110000000010110111001101111* 1QLC Q1Q000011110000010011001111001100010* 0Q* 110110010 * 000QQQ CQCQQQ CQQ CQQ LCQ C因为我们选择的是 4027JK 触发器,所以驱动方程为(附图)11000,JKQ CJLC KC 局部原理图如下:因为不同状态下,计数器计数的进制不同,我们用异步低电平置数,在不同状态到达的一瞬间选择不同的进制.设和分别是个位和十位的置数端,将不同状态下所需置的,和03DDL03EEL进制列表如下Q1Q0D0D1D2D3E0E1E2E3S0001001010030 进制,计时 30sS10100100000计时 5sS21010011000计时 20sS31100100000计时 5s用表示置数端,化简得:10QQ(附图)1100101230310100120,0EQQ EQQDEEDDQQQQEEDD 局部原理图如下:计时到对应的时间后(C=1),再根据此时的路况状态 L,决定是否变灯.L=1 时转换到下一个状态, L=0 时灯的颜色和计时的数值是要保持的.我们把接入电路,作为 4027JK 触发器的 CLK.当满足条CPDCLKL CCLKLC件时,状态保持.(附图)1CPD 局部原理图:U740192BD_5VO03 O12 O26 O37TCU12P015 P11 P210 P39PL11CPU5MR14CPD4TCD13U840192BD_5VO03 O12 O26 O37TCU12P015 P11 P210 P39PL11CPU5MR14CPD4TCD13U9A4001BD_5V U3C4071BD_5VL C13CLK1415因为我们选择异步低电平置数, 和从 00 跳变到 99 产生置数,同时03.MM03.NN转换到下一个状态,两片 40192 均置到相应的数值,99 只存在一瞬间马上消失.10QQ我们设作为置 0 信号,接入两计数器低电平置数端.(附图) 0303PLM MN N 局部原理图如下:JK 触发器 Q1,Q0 的状态决定灯亮的状况。主干道支干道Q1Q0绿黄红绿黄红00100001010100011000110011001010电路的连接方式如下:发光二极管串联电阻的计算:02 ,5.02VV VDDV35sImA:00.61.0VDDVRkIs:为了保险可以选择,这样二极管也可以正常工作。同理,LED 数码显示管510R 也可以选用此电阻。最后绘制完整的电路图电路的工作原理分析:电路的工作原理分析:主道通车时(S0 状态) ,两片 40192 计数器在 CLK 的作用下进行减计数。从 29 到 00, 计时时间到后 C=1。若此时支道没有车,不论主道有无车辆,L=0,CPD 为高电平,计数器 不计数,Q1Q0 的状态也继续保持;若此时支道有车,Q1Q0 迅速跳到下一个状态 S1,并通 过将计数器重新置数。PLS1 保持 5s 后,不论路况怎样,自动跳到 S2 状态(支道通行) ,同时置数,计数器开 始倒计数。计时完毕后,与上面 S0 一样,判断是否保持交通灯。 因为主道优先的缘故,只有此时支道有车且主道无车,S2 才继续保持, C=1,L=0,CPD 为高电平;若非此情况,电路由 S2 跳转到 S3,因为 S3 和 S1 一样,是过渡 状态,不论路况怎样,5s 后自动跳到 S0 状态。 这样就形成了一个完整的循环。
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