交通燈控制器數(shù)字電路課程設計報告.doc

1、交通燈控制器數(shù)字電路課程設計報告.doc課程設計報告課程：數(shù)字電路邏輯設計學號：姓名：班級：教師：*大學計算機科學與技術學院設計名稱：交通燈控制器日期：20010 年1 月22 日設計內(nèi)容與要求：1、設計一個十字路口的交通燈控制電路，要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，每次通行時間都設為45秒。2、在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮5秒鐘，才能變換運行車道；3、黃燈亮時，要求每秒閃亮一次。4、甲、乙車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示（采用倒計時的方法）設計目的：1、學習數(shù)字邏輯等電路的設計方法，熟知加/減計數(shù)器、譯碼器及數(shù)碼顯示電路的工作原理及特點；2、培

2、養(yǎng)勤奮、認真仔細、分析故障和解決問題的能力。設計環(huán)境或器材、原理與說明：Multisim 8四.系統(tǒng)總體設計設計環(huán)境：Multisim 8方案：錯誤!未找到引用源。系統(tǒng)的計時器是由161組成，其中應因為綠燈時間為30秒，紅燈35秒，黃燈5秒，所以綠燈定時器由一塊74LS161級聯(lián)組成，161是4位二進制同步計數(shù)器，它具有同步清零，同步置數(shù)的功能，系統(tǒng)的主控制電路就是它，它是整個系統(tǒng)的核心，控制信號燈的工作狀態(tài)。錯誤!未找到引用源。系統(tǒng)的譯碼器部分是由一塊74LS00，74LS04，74LS20這些與非門組成，它的主要任務是將控制器的輸出翻譯成6個信號燈的工作狀態(tài)。錯誤!未找到引用源。而一個74

3、LS48是將161的信號翻譯為數(shù)碼管的顯式信號，當然中間加了與非門。整個設計共由以上三部分組成。設計原理：交通燈控制系統(tǒng)主要由控制器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等器件組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時器和控制器的標準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制譯碼器的工作。紅燈時間亮為35秒，由161輸出端的最高位控制！黃燈時間亮為5秒，由161輸出端的4位信號的與非的非控制。而綠燈亮30秒，是紅燈的非與黃燈的非控制。表示定時器到了規(guī)定時間后，由控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，由它控制定時器開始下一個工作狀態(tài)的定時 單元電路的設計：1. 秒脈沖信

4、號發(fā)生器時鐘信號產(chǎn)生電路主要由555定時器組成震蕩器，產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號，送到狀態(tài)產(chǎn)生電路，狀態(tài)產(chǎn)生電路根據(jù)需要產(chǎn)生一定的“0” 、“1 ”信號，電路圖如下圖所示： 所以時間周期就是：)2(7.021R R + C2.定時器系統(tǒng)的定時器是由161組成，其中應因為綠燈時間為30秒，所以綠燈定時器由兩塊161級聯(lián)組成，紅燈和黃燈各位一片，161是4位二進制同步計數(shù)器，它具有同步清零，同步置數(shù)的功能，電路圖如下圖所示： 紅燈 控制器 秒脈沖發(fā)生器 譯碼器 道信號燈C R V V C R t CC CC W 2227.0310320ln =-=C R R V V V V C R R t CC CC C

5、C CC W )(7.03231ln )(21211+=-+=黃燈綠燈3、用到的器件：74LS161 1塊74LS04 1塊74LS08 1塊555 1塊七段顯示譯碼器 2塊發(fā)光二極管紅、綠、黃各兩個，電阻，電容若干。4、該設計方案的優(yōu)點：用的器件少，結(jié)構(gòu)簡單，延遲小。5、該設計方案的缺點：它的總循環(huán)時間超不過16秒；6、表6-1 交通燈控制電路真值表G表示東西的綠燈，Y表示東西的黃燈，R表示東西的紅燈，用g表示南北的綠燈，y表示南北的黃燈，r表示次南北的紅燈,則燈的表達式為：_ _ _ _ _G=Y r , Y=Q4Q3Q2Q1,R=Q4, g=y R,y=Q4 Q3Q2Q1,r =Q4所選

6、方案的總電路圖五、設計體會實驗中我的主要工作是控制器部分的完成。一般十字路口的交通燈控制系統(tǒng)的工作過程如下：（1）甲車道綠燈亮，乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行，乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔45s時，控制器發(fā)出狀態(tài)信號，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（2）甲車道黃燈亮，乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行，乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔5s時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（3）甲車道紅燈亮，乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行，乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時間間隔45s時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。（4）甲車道

7、紅燈亮，乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行，乙車道上位過縣停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔5s時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第（1）種工作狀態(tài)。交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由控制器器進行控制的。設控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10，并分別用S0、S1、S3、S2表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如下表所示?？刂破鞴ぷ鳡顟B(tài)及其功能通過這次交通燈的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于交通燈的原理與設計理念。做仿真實驗時應先要通過整體的電路連接，如果有錯誤應該進行分段的測試。通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手實際操作才會有深刻理解。我希望老師在我們動手制作之前應先告訴我們一些關于所做電路的資料、原理，以及如何檢測電路的方法，還有關于檢測芯片的方法。這樣會有助于我們進一步的進入狀況，完成設計