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1、数字电子技术课程设计报告(杜)数字电子技术课程设计实验报告书课程名称：数子电子技术课题：交通灯定时控制系统学生姓名：杜康华学号：2020550619班级：2020级通信工程一班指导老师：王永才2020年11月交通灯控制电路设计一、设计目的1.把握、训练数字系统的综合设计方法；以及对各基本电路的功能运用和测试方法。2.学习把握各个基本电路之间级连和应当注意的事项；熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。正确阐述电路中各参数的意义。3.学会在数字系统中正确使用数字集成电路。学会查阅、读懂数字集成电路手册。二、总体框图设计1.总体框图交通灯控制系统的原理框图如下列图所示:它主要由控制器、定时器、译码
2、器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL:表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则TL=0。TY:表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1,否则，TY=0。ST:表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。二、设计指标设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：1甲车道和乙车道两条穿插道路上的车辆交替运行，
3、每次通行时间都设为25秒。2每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。3黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。选做扩展功能：4十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；5要求通行时间和黄灯亮的时间均可在099s内任意设OOOSLO用lllllkOOQ甲车道信号灯乙车道信号灯r图i交通灯控制系统原理框图2.画出交通灯控制系统的ASM算法状态机图一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1:控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1:甲车道绿灯亮；BG=1:乙车道绿灯亮;AY=1:甲车道黄灯亮；BY
4、=1:乙车道黄灯亮;AR=1:甲车道红灯亮；BR=1:乙车道红灯亮。由此得到交通灯的ASM图，如图2所示：图2交通灯控制系统的ASM图四、功能模块设计1.定时器定时器应与系统秒脉冲由时钟脉冲产生器提供同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开场进行加1计数，向控制器提供5秒的黄灯定时信号TY和25秒的红灯或绿灯定时信号TL。秒脉冲产生电路图一为秒脉冲产生电路，其中CP由秒脉冲提供，ST由控制器提供，秒脉冲和计数器构成定时器。秒脉冲是此系统中的标准时钟信号，秒脉冲是由555定时器和电阻、电容等构成的多谐振荡器，由于在Multisim中
5、进行系统仿真时时间很慢，故应把多谐振荡器的频率获得尽可能的高一点，以方便检查电路。取R仁R2=40l?,6=C2=0.01卩F,由电容的充放电可知(1)充电时间：T仁0.7(R1+R2)C2=0.7*(40k?+40k?)*0.01卩F=5.6X10-4s,(2)放电时间：T2=0.7*R2*C2=0.7*40k?*0.01卩F=2.8X10-4s,故其周期为：T=T1+T2=8.4X10-4s秒脉冲能够通过改变电阻和电容以改变其振荡周期，由于在Multisim中进行系统仿真时时间很慢，故应把多谐振荡器的频率获得尽可能的高一点，以方便检查电路。计数电路图二为计数器的基本电路，计数器选用74LS
6、160进行设计。74LS160是4位十进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能。74LS160的引脚如上图；定时器采用两片74LS160计数器来设计。74LS160的功能图如下；输兀输岀芒IICTP*CFT*CP?DOD九Q0+Q1加血bXrOf0卡dodlp卫d3*如43-IPIPX&计松23X门保持卩1口LPXP保持卫计数器能够利用CLR端复位计数或LOAD端置位计数，在TL控制时构成25进制计数，在TY控制时构成五进制计数。在实际应用中，TL和TY通过控制器产生ST信号以控制计数器的复位或置位，因而计数器在秒脉冲和控制器的作用下，进行两轮计数，分别为25和5,VCC图一秒脉冲产生电
7、路*图二计数电路IIIISSBgJ当前位置：文档视界数字电子技术课程设计报告(杜)数字电子技术课程设计报告(杜)2.控制器控制器是交通管理的核心，应该根据交通管理规则控制信号灯，作状态进行交通信号灯的状态转换。根据交通灯的工作状态流程图，转换表，见下表：选用74LS74双D触发器构成时序电路寄存器输入输岀现态状态转换条件次态状态转换信号Q：QnTLTYQQn1ST000X000001X01101X001001X1111110X110111X10110X01001X11它们的输出作为控制器的状态转换的4种状态；控制器状态转换的条件为TL和TY,当控制器的输出状态处于Q；Q000状态时，假如TL=
8、0,则控制器保持在00状态；假如TL=1,则控制器转换到Qin1Q01101状态。但这两种情况与条件TY无关，所以用无关项“X表示。同理能够推出其他几种情况的关系状态。同时根据交通灯的控制器状态转换表，能够推出方程和转换信号方程；即将控制器的输出状态Q；1、Q?1和ST为1的项所对应的输入或状态条件变量相与，其中“1用原变量表示，“0用反变量表示，然后将各与的项再相或，即有：为=Q;QSTL+反卿十的噩+呃耳根据以上三个方程，我们选用4选一数据选择器74LS153来实现74LS74中两个D触发器的输入函数，将触发器的初始状态值Q；、Q0加到74LS153的数据选择端作为控制信号，这样即可实现控制器的功能。设计中考虑到上电打开电源开关时自动复位的问题，这里可以用R、C构成。图三置零端电路能够知足控制系统的工能够列出控制器的状态其中74LS153的功能表如下左74LS74的功能表如下右此页面能否是列表页或首页？未找到适宜正文内容。