倒计时交通灯课程设计论文

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1、课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计题目：倒计时交通灯控制逻辑电路学生姓名：专业：班级：____________学号：指导教师：课程设计任务书一、设计题目倒计时交通灯控制逻辑电路设计二、主要内容及要求要求实现逻辑功能：1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间20s。2、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20s。3、红绿灯变换3秒前，黄灯处于闪烁状态，红绿灯变换后黄灯熄灭。4、采用两位数码管显示时间倒计时，倒计时结束红绿灯自动变换。三、设计进程安排1、复习归纳触发器、计数器的逻辑功能2、查找常用器

2、件的资料，包括：型号中文名称英文名称7473双j-k触发器(带清除端)DualJKFF(Clr)7474正沿触发双d型触发器(带预置端和清除端)DualD-typeFF(pre,clr)741383-8线译码器/多路转换器3-To-8-LineDemultiplexer74153双4选1数据选择器/多路选择器Dual4-to-1DataSel/MUXCD40192同步可逆计数器(bcd,二进制)SynchronousUp/DownCounterCD4511十进制/七段译码器decimalcounter/s

3、even-phasedecoder 3、采用multisim辅助设计电路，并进行调试。4、完成任务设计书。四、总评成绩倒计时交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求要求实现逻辑功能，在1-3状态循环。1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间20s。2、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20s。3、红绿灯变换3秒前，黄灯处于闪烁状态，红绿灯变换后黄灯熄灭。4、采用两位数码管显示时间倒计时，倒计时结束红绿灯自动变换。二、方案设计与论证1、分解任务要求任务要求实际上就是3个状态，不妨设：S1、东西方向绿灯亮，

4、南北方向红灯亮，时间20s；S2、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20s；S3、黄灯闪烁，时间3s。【表1】主电路状态与指示灯状态转换主电路状态S1RS1GS2YS3RS3GS111S21S311灯数南北R＝2东西G＝2东南西北Y＝4东西R＝2南北G＝2注:R，G，Y＝红，绿，黄灯。第23页共28页根据【表1】可知，设计电路只需要3组输出端控制指示灯，指示灯都是以2个或4个一组。总计需要个灯。2、输出指示灯状态设计（显示电路）按照【表1】，画出显示电路设想控制电路，如上图，这个电路有5个输入端，只要按

5、照要求输入信号，可以达到设计要求。3、显示电路的改进由设想电路和状态表可以看出南北路红灯和东西路绿灯总是同时点亮和熄灭，南北路绿灯和东西路红灯也总是同时电路和熄灭，因此电路的输入控制端可以简化为3个，如右图所示。4、主电路设计①、主电路实现S1→S2→S3状态的转换，第23页共28页↑↓②、电路转换条件是时间，电路中需要时钟控制，即时序逻辑控制电路。③、实现S1＝20S，S2＝3S，S3＝20S方案一①、S1-S3使用2个SR锁存器，设置00，01，10三个状态，这三种状态恰恰对应电路中S1、S2、S3

6、三种状态。②、采用74LS74与外围元件构成脉冲发生器，用于产生脉冲信号。③、使用4个JK触发器，实现4位计数，作为倒计时显示电路用。④、采用2个CD4511和2个七段数码管作为倒计时显示电路。方案二①、由D触发器74LS74与外围元件构成单稳态电路，用于S1、S2状态切换（S1、S2正好是相反的状态）。D触发器是边沿触发器，能够实现5、6管脚同时转换，即东西路和南北路的同时变换。②、黄灯闪烁电路可以采用NE555振荡电路实现，接收到控制端的信号，NE555的第4管脚得电开始工作，第三脚可输出脉冲信号，并

7、且调整C6或R23可以改变闪烁频率。第23页共28页③采用CD40192作为倒计时控制器件，其输出端可直接作为信号灯变化信号。方案对比方案项目实现方法优点缺点一①S1-S32个锁存器简单电平触发，与时钟信号不匹配、无法实现闪烁功能②脉冲发生器触发器信号稳定价格较高、电路结构复杂③计数电路4个JK触发器复杂二①S1-S31个D触发器和一个简易脉冲信号发生器边沿触发，与时钟信号匹配，控制精度高②脉冲发生器NE555简易信号发生器成本低容易实现频率微调脉冲信号精度稍差些③计数电路2个CD40192计数器容易处理

8、，可显示数值综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。第23页共28页三、单元电路设计总体模块设计▲1、时钟模块：采用NE555和RC电路组成振荡电路，产生1HZ时钟信号。2、计时器模块：使用2个带预置数的十进制计时器CD40192构成20秒倒计时计时器。3、显示模块：采用2个CD4511作为译码器，将CD40192输出的二进制数转化为BCD码，通过七段数码管显示出具体数值。4、红绿灯转换模块：D边沿触发器和其他元件构成单