實(shí)驗(yàn)六、交通燈定時(shí)控制系統(tǒng)

1、實(shí)驗(yàn)六、交通燈定時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)六、交通燈定時(shí)控制系統(tǒng) 1.進(jìn)一步了解計(jì)數(shù)器的功能及使用。進(jìn)一步了解計(jì)數(shù)器的功能及使用。 2.掌握各種進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法。掌握各種進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法。 3.熟悉數(shù)字電子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。熟悉數(shù)字電子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1.基本內(nèi)容基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通信號(hào)燈顯示控制系統(tǒng)，要設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通信號(hào)燈顯示控制系統(tǒng)，要求如下：求如下： 十字路口設(shè)有紅、黃、綠指示燈，主支干道交替十字路口設(shè)有紅、黃、綠指示燈，主支干道交替通行，有數(shù)字顯示通行時(shí)間，以秒為單位作減法計(jì)通行，有數(shù)字顯示通行時(shí)間，以秒為單位作減法計(jì)數(shù)。數(shù)。 （1 1）主

2、干道綠燈、支干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為）主干道綠燈、支干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為9 9秒；秒； （2 2）主干道黃燈、支干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為）主干道黃燈、支干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為3 3秒；秒； （3 3）支干道綠燈、主干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為）支干道綠燈、主干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為6 6秒；秒； （4 4）支干道黃燈、主干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為）支干道黃燈、主干道紅燈時(shí)，顯示時(shí)間為3 3秒，秒，依次循環(huán)。依次循環(huán)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 東東西西南南北北主主主主干干道道支干道支干道2.2.擴(kuò)展內(nèi)容（仿真）擴(kuò)展內(nèi)容（仿真） （1）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)右圖中燈）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)右圖中燈的閃爍；的閃爍； （2）設(shè)計(jì)滿(mǎn)

3、足主、支干）設(shè)計(jì)滿(mǎn)足主、支干道以道以2位數(shù)（位數(shù)（2片片190）計(jì)時(shí)，即實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)，即實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的30、20秒倒計(jì)時(shí)。秒倒計(jì)時(shí)。 信號(hào)燈四種不同的狀態(tài)分別用信號(hào)燈四種不同的狀態(tài)分別用S0(主綠燈主綠燈亮，支紅燈亮亮，支紅燈亮)、S1(主黃燈亮，支紅燈亮主黃燈亮，支紅燈亮)、S2(主紅燈亮，支綠燈亮主紅燈亮，支綠燈亮)、S3(主紅燈，支黃主紅燈，支黃燈亮燈亮)表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3所示。所示。三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理圖圖3 狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 主、支干道上紅、黃、綠信號(hào)燈的狀態(tài)主要主、支干道上紅、黃、綠信號(hào)燈的狀態(tài)主要取決于

4、狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)。它們之間的關(guān)系取決于狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)。它們之間的關(guān)系見(jiàn)表見(jiàn)表1。對(duì)于信號(hào)燈的狀態(tài)，。對(duì)于信號(hào)燈的狀態(tài)，“1”表示燈亮，表示燈亮，“0”表示燈滅。表示燈滅。狀態(tài)控制器輸出狀態(tài)控制器輸出主干道信號(hào)燈主干道信號(hào)燈支干道信號(hào)燈支干道信號(hào)燈Q2Q1R（紅）（紅） Y（黃）（黃） G（綠）（綠） r（紅）（紅）y（黃）（黃）g（綠）（綠）00110101001101001000110000010010表表1 信號(hào)燈信號(hào)的狀態(tài)表信號(hào)燈信號(hào)的狀態(tài)表交通燈定時(shí)顯示控制系統(tǒng)參考框圖交通燈定時(shí)顯示控制系統(tǒng)參考框圖用計(jì)數(shù)器用計(jì)數(shù)器74LS161構(gòu)構(gòu)成四進(jìn)制計(jì)成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)器數(shù)字?jǐn)?shù)字顯示顯示

5、用三用三八線(xiàn)譯八線(xiàn)譯碼器碼器74LS138控制紅、綠、控制紅、綠、黃信號(hào)燈黃信號(hào)燈主綠燈主綠燈主黃燈主黃燈主紅燈主紅燈支綠燈支綠燈支黃燈支黃燈支紅燈支紅燈用用74LS190做減法計(jì)數(shù)做減法計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)器，預(yù)置數(shù) 分別為分別為9、3、6、3秒，減秒，減到零時(shí)給到零時(shí)給74LS161一一個(gè)脈沖，并個(gè)脈沖，并且本身置數(shù)且本身置數(shù)時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖必必要要的的門(mén)門(mén)電電路路注意：注意： 74LS190的預(yù)置數(shù)分別為的預(yù)置數(shù)分別為9、3、6、 3秒時(shí)秒時(shí) A、B、C、D是怎樣控制的是怎樣控制的 數(shù)字?jǐn)?shù)字顯示顯示時(shí)鐘四、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備與器件四、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備與器件 1. 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱；電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)

6、箱； 2.集成電路：集成電路：74LS161、74LS138、 74LS32、 74LS00、74LS04 、74LS190。 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1.按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路圖按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路圖 2.在實(shí)驗(yàn)儀上安裝電路，檢查實(shí)驗(yàn)電路接線(xiàn)無(wú)在實(shí)驗(yàn)儀上安裝電路，檢查實(shí)驗(yàn)電路接線(xiàn)無(wú) 誤之后接通電源。擬定測(cè)試內(nèi)容及步驟，選誤之后接通電源。擬定測(cè)試內(nèi)容及步驟，選 擇測(cè)試儀器，列出有關(guān)的測(cè)試表格。進(jìn)行單擇測(cè)試儀器，列出有關(guān)的測(cè)試表格。進(jìn)行單 元電路調(diào)試和整機(jī)調(diào)試。元電路調(diào)試和整機(jī)調(diào)試。 3.擴(kuò)展內(nèi)容用擴(kuò)展內(nèi)容用Multisim 7軟件仿真。軟件仿真。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1

7、.寫(xiě)出設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟，畫(huà)出十字路口交寫(xiě)出設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟，畫(huà)出十字路口交 通燈信號(hào)控制器的電路圖，列出元器件通燈信號(hào)控制器的電路圖，列出元器件 清單。清單。 2.整理實(shí)驗(yàn)記錄，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。整理實(shí)驗(yàn)記錄，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。 3.說(shuō)明故障原因，并對(duì)邏輯圖各部分加以說(shuō)明故障原因，并對(duì)邏輯圖各部分加以 分析。分析。 4.寫(xiě)出總結(jié)報(bào)告，設(shè)計(jì)收獲及體會(huì)。寫(xiě)出總結(jié)報(bào)告，設(shè)計(jì)收獲及體會(huì)。74LSXX管腳排列12345761A1B1Y2A2BGND2YVcc4B4A4Y3B3Y3A141312111089四2輸入與非門(mén)74LS00F=AB12345761A1B2A2B2CGND2YVcc1C1Y3C3B3Y3A141312111089三3輸入與非門(mén)74LS10F=A B C雙JK觸發(fā)器74LS11212345761CP2Rd1Sd1JVcc2CP1K1Q1QGND2K2Q2Q81615141312101192Sd2J1Rd雙D觸發(fā)器74LS7412345761Rd1D1CP1Sd1QGND1QVcc2Rd2D2CP2Sd2Q2Q14131211108912345761A1B1Y2A2BGND2YVcc4B4A4Y3B3Y3A141312111089四2輸入異或門(mén)74LS8612345761A1B1Y2