红绿灯设计
南京晓庄学院
NanJing XiaoZhuang University
数字电子技术课程设计报告
课程名称:设计课目:所在院系: 电子工程学院 指导老师:班级: 13电信转本1 姓名:学号:
电子工程学院 2016-6-15
目录
一 设计总体思路 ........................................................................................................................... 2 二 各单元电路及说明 ................................................................................................................... 2
● 状态控制电路 . ................................................................................................................. 2 ● 初值预置电路 . ................................................................................................................. 4 ● 数字显示电路 . ................................................................................................................. 5 三 总电路图 ................................................................................................................................... 7
交通灯逻辑控制电路设计
一 设计总体思路
通过主控制计数器(74LS161)控制电路的运作和红绿黄灯三种信号灯的转换,用两条Q 1、Q 2输出取四种状态。秒脉冲发生器产生整个系统的脉冲,通过两片减法计数器(74LS192)达到控制东西方向和南北方向每种工作状态的持续时间的十位和个位。减法计数器的借位端为主控制电路翻转的脉冲信号来完成状态的改变,同时主控制电路的输出状态又控制了减法计数器的下次计数的初值。采用译码器(74LS138)译码。减法计数器的十位和个位分别接译码器和静态数码管来显示时间的倒计时。通过电路与静态显示管来循环显示35、5、45、5这四个数。
交通信号灯控制电路分为:
● 状态控制电路 ● 初值预置电路 ● 数字显示电路
二 各单元电路及说明
● 状态控制电路
主控电路属于时序逻辑电路,状态控制器是系统的核心部分,由它决定交通灯处于哪一个运行状态。从而使相应的交通灯点亮,并决定下一个状态的预置电路该预置的信号灯的预置值。通过74LS161控制主支干道红绿黄灯亮灭的四种状态
S0(南北方向绿灯亮东西方向红灯亮 S1(南北方向黄灯亮. 东西方向红灯亮 S2(为南北方向红灯亮. 东西方向绿灯亮 S3(南北方向红灯亮. 东西方向黄灯亮
令灯亮为“1”、灯灭为“0”。南北干道红绿黄等分别为A 、B 、C ,东西干道红绿黄等分别为E 、F 、G ,东西、南北方向干道交通信号灯的工作是同时进
行的。前45秒南北方向红灯亮东西方向红灯亮,之后5秒南北方向黄灯亮. 东西方向红灯亮,之后35秒南北方向红灯亮. 东西方向绿灯亮,接着5秒南北方向红灯亮. 东西方向黄灯亮,一次循环为90秒。
状态 S 0 S 1 S 2 S 3
主干道 绿灯 黄灯 红灯 红灯
S0=Q1'Q2' A'=Q1' C'=(Q1'Q2)'
支干道 红灯 红灯 绿灯 黄灯 S1=Q1'Q2
E'=Q1 G=(Q1Q2')'
时间 45s 5s 35s 5
状态流程图:
则信号灯译码电路真值表如下:
初值预置电路
当交通灯控制系统开始工作时,该部分电路将实现各种状态的转换功能。由于首先存在竞争与冒险的问题,本来预置数为45、5、35、5,现在根据原理,预置数要改为46、6、36、6,将数码管显示南北方向绿灯和东西方向红灯的预值(46秒),预值:01000110;当其减到0时,计数器产生借位,此时南北绿灯和东西方向红灯同时灭。直到此信号灯再次亮时,重复上述转换功能,实现倒计时计数。
将绿灯的输出接到芯片的LD 端,实现倒计时计数,CR 端置0;CPD 接1HZ
Z7=0 Z6'=Y0' Z5'=Y2' Z4'=Y2' Z3=0 Z0=0
Z1=(Y0'Y1'Y2'Y3') Z2=(Y0'Y1'Y2'Y3')'
预置数电路如下:
数字显示电路
将晶体管对应端引脚A3、A2、A1、A0分别与计数器74LS192的输出端Q3、Q2、Q1、Q0相接,用来控制七段LED 显示器的7个发光段。通过各芯片的综合使用,来实现显示功能。
数字显示电路:
三 总电路图 四、总结
首先谈一下设计过程。设计过程基本分为,一是学习他人的成品,搞清楚各功能部分作用、学习各器件功能与使用;二是模仿设计各功能模块,构建系统;三是确定需使用的器件,按功能写真值表、状态转换图,四是连线、仿真。期间一度迷茫,不知从什么地方做起。别人的电路图也看不懂。之后通过上网查资料、请教老师,逐渐明白。
期间也遇到许多问题,如可选择的器件过多,不知选择的标准;确定器件后不了解其作用,使用条件;最主要的还是心理问题,不愿去学去做,只想享受成果。在老师的督促、同学的帮助下最终完成交通灯设计。