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《数据逻辑电路》课程设计 交通灯.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.77M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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     目录 一 设计任务及要求 二 总体设计方案 三 控制电路设计  3.1 控制电路工作原理  3.2 控制电路设计过程 四 倒计时电路设计  4.1 具有同步置数功能的十进制减法计数器设计  4.2 主干道和支干道倒计时电路设计 五 译码显示电路设计  5.1 动态显示工作原理  5.2 动态显示及译码电路设计 六 总体电路设计  6.1 总体电路  6.2 电路工作说明 七 电路仿真调试  7.1 控制电路仿真调试  7.2 倒计时电路仿真调试  7.3 译码显示电路仿真调试  7.4 总体电路仿真调试，下载验证 八 改进意见及收获体会 参考文献
    一、设计任务及要求 1．设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两 个方向的红、黄、绿的指示状态。 2.具有倒计时功能。用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干 道每次放行（绿灯）60 秒，支干道每次放行（绿灯）45 秒，在每次由绿灯 变成红灯的转换过程中，要亮黄灯 5 秒作为过渡。 3．黄灯每秒闪亮一次。 二、总体方案 时钟 控制器 倒计时 计数器 红绿灯 显示扫 描、译 数码管 交通灯控制器的功能框图 设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为 G1、Y1、R1；支干道绿灯、黄灯、红灯分 别为 G2、Y2、R2，并且均用 0 表示灭，1 表示亮，则交通灯有如下四种输出 状态： S0 S1 S2 S3 状态 G1Y1R1 G2Y2R2 00 01 10 11 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0
    主干道倒计时显示： 60→……→01→05→……→01→50→……→06→ 05→……→01 支干道倒计时显示： 65→……→06→05→……→01→45→… …→01→05→……→01 S0 S1 S2 S3 通过以上观察可发现： 当主干道或者支干道的倒计时计数值为 01 时，控制器将从当前状态转入下 一个状态。因此，计数值 01 可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步 置数信号，将下一状态的计数初值置入计数器。 三、控制电路设计 3.1 控制电路设计原理 （1）四状态循环的实现 （2）主干道和支干道信号灯的实现
    T1=0 T1=1 S0 S1 T1=0 T1=1 T1=1 T1=1 S2 S3 T1=0 T1=0 3.2 控制电路设计过程 采用 4 位二进制计数器 74161 实现控制器的四个状态循环。 当倒计时计数值为 01 时 T1=1，作为 7161 的计数使能信号。 主 干 道 支干道T1 161的EN 状态 QBQA G1Y1R1 G2Y2R2 S0 S1 S2 S3 00 01 10 11 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0
    G 1 = Q B·Q A= m0 = Y 0 Y 1 = Q B·Q A= m0 = Y 0 R 1 = Q B·Q A +Q B·Q A = m2 · m3 = Y 2 ·Y 3 G 2 = Q B·Q A= m2 = Y 2 Y 2 = Q B·Q A= m3 = Y 3 R 2 = Q B·Q A +Q B·Q A = m0 · m1 = Y 0 ·Y 1 四、倒计时电路设计 （1）由具有同步置数功能的十进制减法计数器实现。 （2）将 2 片级联实现 2 位十进制减法计数器。 （3）当主干道或者支干道减法计数器值为 01 时，产生同步置数信号，将下一状 态计数初值置入。
    状态 S0 S1 S2 S3 00 01 10 11 主干道预置数 支干道预置数 D7D6D5D4 D3D2D1D0 D7D6D5D4 D3D2D1D0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 4.11 具有同步置数功能的十进制减法计数器
    现态 次态 CP LDN Q3Q2Q1Q0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 X X X X 1 0 Q3Q2Q1Q0 (D3D2D1D0) 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 D C B A （1）LDN=1 时： 通过卡诺图分别求解驱动方程 D3D2D1D0 （2）LDN=0 时： D3D2D1D0=DCBA 4.12 将 2 片级联实现 2 位十进制减法计数器。
    4.2 主干道和支干道倒计时电路设计 当主干道或者支干道减法计数器值为 01 时，产生同步置数信号，将下一状 态计数初值置入 主干道预置数 支干道预置数 状态 D7D6D5D4 D3D2D1D0 D7D6D5D4 D3D2D1D0 S0 S1 S2 S3 00 01 10 11 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 五、译码显示电路设计 5.1 动态显示工作原理 (1)EDA 实验板上一共有 8 个数码管，如果按照传统的数码管驱动方式，则需 要 8 个七段译码器和 64 个 I/O 口进行驱动，这样就会浪费大量的资源。所以
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