数字逻辑电路课程设计 交通灯控制器

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1、《数字逻辑电路》课程设计题目：交通灯控制器的设计专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：目录:○1设计任务及要求○2总体控制方案○3控制电路设计l3.1控制电路工作原理l3.2控制电路设计原理○4倒计时电路设计l4.1具有同步置数功能的十进制减法计数器l4.2主干道与支干道倒计时电路设计○5倒计时电路设计l5.1动态显示工作原理l5.2动态显示及译码电路设计○6总体电路设计l6.1总体电路l6.2电路工作说明○7电路仿真调试l7.1控制电路仿真调试l7.2倒计时电路仿真调试l7.3译码显示电路仿真调试l7.4总体电路仿真调试,下载验证○8改进意

2、见及收获体会○参考文献l1设计任务及要求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。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。黄灯每秒闪亮一次。l2总体控制方案设主干道绿灯、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：状态G1Y1R1G2Y2R2S000100001S101010001S2100

3、01100S311001010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。l3控制电路设计3.1控制电路工作原理：4状态循环实现：主干道和支干道信号灯的实现：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。3．2控制电路设计原理：状态QBQAG1Y1R1G2Y2R2S000100001S101010001S210001100S311001010l

4、4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：由具有同步置数功能的十进制减法计数器实现。LDN=1时：通过卡诺图分别求解驱动方程D3D2D1D0LDN=0时：D3D2D1D0=DCBA现态次态CPLDNQ3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0(D3D2D1D0)↑1100110001000011101110110011001010101010001000011001100100010000100010000000010010XXXXDCBA=>2.再将两片及联实现2为二进制减法计数器：4.2主干道与支干道倒计时电路设计当主干道或支干道减法计数器为01时，产生

5、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D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0S0000000010100000101S1010101000001000101S2100000010100000101S3111110000001100101l5.倒计时电路设计5.1动态显示工作原理: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。所以最常见的数码管驱动电路为动态扫描显示。数码扫描显示原理：利用人眼的视觉暂留效应，把多个数码管按一定顺

6、序进行点亮（显示）。当点亮的频率（即扫描频率）不大时，人眼看到的是数码管一个个的依次点亮，然而扫描频率足够大时，看到的不再是一个一个的点亮，而是全部同时点亮。共阴极数码管：将每个数码管的公共端（阴极）分别接三-八译码器的输出，三-八译码器的输入为位选信号；将多个数码管的相同段接在一起，作为段码输入端。5.2动态显示及译码电路设计:七段译码：--bcd-7segLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITYbcd_7segISPORT(in_data:INSTD_LO

7、GIC_VECTOR(3DOWNTO0);out_data:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDbcd_7seg;ARCHITECTURErtlofbcd_7segISBEGINPROCESS(in_data)BEGINCASEin_dataISWHEN"0000"=>out_data<="00111111";WHEN"0001"=>out_data<="00000110";WHEN"0010"=>out_data<="01011011";WHEN"0011"=>out_data<="01001111";WHEN"0100"=>ou

8、t_dat