數(shù)電實(shí)驗(yàn)四簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì)

1、簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),一、設(shè)計(jì)題目 題目一：在某交叉路口的南北方向設(shè)置有紅燈（A1）、黃燈（B1）、綠燈C1），東西方向也設(shè)置有紅燈（A2）、黃燈（B 2）、綠燈（C2）。紅燈亮是停車信號(hào)，綠燈亮是通車信號(hào)，黃燈亮是右轉(zhuǎn)彎信號(hào)。根據(jù)交通規(guī)則，上述信號(hào)燈應(yīng)按下圖流程循環(huán)。試用三個(gè) JK 觸發(fā)器構(gòu)成一個(gè)同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并將其輸出信號(hào) Q3、Q2、Q1 譯碼后啟動(dòng)紅、黃、綠信號(hào)燈，使其按圖5.2.1 流程循環(huán)。（譯碼電路全部用與非門實(shí)現(xiàn)）,數(shù)電實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),題目二：在某交叉路口的南北方向設(shè)置有紅燈（A1）、黃燈（B1）、綠燈（C1），東西方向也設(shè)置有紅燈（A2）、黃燈（B2）

2、、綠燈（C 2）。紅燈亮是停車信號(hào)，持續(xù)時(shí)間3秒，綠燈亮是通車信號(hào)，持續(xù)時(shí)間2秒，黃燈亮是停車與通行的過度信號(hào)，持續(xù)時(shí)間1秒。根據(jù)交通規(guī)則，上述信號(hào)燈應(yīng)按圖4-3-23流程循環(huán),數(shù)電實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),題目三：在設(shè)計(jì)題目二的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)兩路口燈電亮?xí)r間倒計(jì)時(shí)顯示，每個(gè)方向各用一個(gè)數(shù)碼管顯示，如南北向的數(shù)碼管在紅燈亮?xí)r顯示4、3、2、1，接著在綠燈亮?xí)r顯示3、2、1，最后在黃燈亮?xí)r顯示1，同時(shí)，東西方向的數(shù)碼管在綠燈亮?xí)r顯示3、2、1，接著在紅燈亮?xí)r顯示4、3、2、1，最后在黃燈亮?xí)r顯示1,數(shù)電實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)思路：根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)自上而下的設(shè)計(jì)方法，先確定交通燈的

3、整體架構(gòu),數(shù)電實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),對(duì)各個(gè)功能模塊細(xì)化，確定具體電路： 1、脈沖源由實(shí)驗(yàn)箱提供，不需自行設(shè)計(jì) 2、6進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用同步加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方案，理解理論課程中用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法，完成計(jì)數(shù)器電路的理論推導(dǎo) 3、根據(jù)不同題目的輸出變量A1、A2、B1、B2、C1、C2與計(jì)數(shù)器輸出變量Q3、Q2、Q1的關(guān)系，列出真值表，推導(dǎo)出邏輯函數(shù)表達(dá)式并化簡(jiǎn)，根據(jù)化簡(jiǎn)結(jié)果畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。 4、題目三中的數(shù)碼顯示電路設(shè)計(jì)方法同上，電路形式不限,數(shù)電實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),二、原理推導(dǎo) 1 、列真值表,數(shù)電實(shí)驗(yàn),2、列計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 3、根據(jù)計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖列出

4、計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖 4、求得計(jì)數(shù)器狀態(tài)方程 5、將狀態(tài)方程與JK觸發(fā)器的特征方程聯(lián)立方程組，求出驅(qū)動(dòng)方程 6、根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程，畫出計(jì)數(shù)器原理圖,簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),數(shù)電實(shí)驗(yàn),7、列出控制電路邏輯表達(dá)式并化簡(jiǎn) 8、根據(jù)邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)結(jié)果畫出控制電路原理圖 9、用QuartusII對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行波形仿真，驗(yàn)證電路邏輯功能符 合設(shè)計(jì)要求,三、實(shí)驗(yàn)要求 1、硬件測(cè)試： （1）用QuartusII+CPLD實(shí)驗(yàn)板構(gòu)建實(shí)驗(yàn)電路，使CLK=1Hz，用邏輯指 指示燈觀察并記錄Q1、Q2、Q3、A1、B1、C1（選做題目二、三的同 學(xué)還需測(cè)出A2、B2、C2 ）的工作狀態(tài)，驗(yàn)證其否與真值表唯一對(duì)應(yīng)。 （選做題目三的同學(xué)驗(yàn)證數(shù)碼管顯示的數(shù)值是否符合題目要求） （2）使CLK=1KHZ，用示波器觀察并描繪CLK、 Q1、Q2、Q3、 A1、 B1、C1的波形（注意同步信號(hào)的選擇）（選做題目二、三的同學(xué)還 需測(cè)出A2、B2、C2 的波形）。 （3）啟動(dòng)虛擬儀器，使用其邏輯分析儀功能，同時(shí)觀察所有被測(cè)信號(hào)波 形，與使用示波器描繪的波形進(jìn)行比較,簡(jiǎn)易交通燈控制電路的設(shè)計(jì),數(shù)電實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)五預(yù)習(xí)要求,1、按課本基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4.4.1的要求做好