数电课程设计：简易交通灯控制逻辑电路设计

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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：简易交通灯控制逻辑电路学生姓名：陈卓斌专业：____________班级：____________学号：____________指导教师：____________日期：2011年01月09日课程设计任务书一、设计题目简易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15s。2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。三、进度安排1、2011.01

2、.01-2011.01.07复习归纳触发器、计数器的逻辑功能2、2011.01.08查找常用器件的资料，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/MUX74192同步可逆计数器(bcd,二进制)SynchronousUp/DownCounter3、20

3、11.01.09使用EWB5.12辅助设计电路，并进行调试。完成任务设计书。四、总评成绩简易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15s；2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。二、方案设计与论证1、分解任务要求任务要求实际上就是4个状态，不妨设：S1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；S2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；S3、南北方向绿灯亮，东西方

4、向红灯亮，时间l0s；S4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。【表1】主电路状态与指示灯状态转换主电路状态S1RS1GS2YS3RS3GS111S21S311S411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，B＝红，绿，黄灯。第25页共32页根据【表1】可知，设计电路只需要5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）【图1】显示电路设计▲3、主电路设计①、主电路实现S1→S2→S3状态的转换，↑↓②、另外可以在任何一个状态进入S4，并能恢复正常

5、工作状态。实现①、②可以用触发器，也可以用锁存器或使能电路。③、实现S1＝15S，S2＝5S，S3＝10S方案一①、S1-S3使用2个SR锁存器，设置00，01，10三个状态。②、S4使用触发器，当出现紧急情况，触发器由“0”进入S4状态“1”后，在解除紧急时，恢复“0”，进入S1状态。③、使用4个JK触发器，实现16位计数。第25页共32页方案二①、S1-S3使用2个7473替代的T触发器。【图2】1个7473替代的T触发器▲JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。②、S4使用或门、非门实现，从【表1】可知：

6、(不能出现红绿同时亮的情况)(不能出现红黄同时亮的情况)(不能出现红绿同时亮的情况)③、使用74192同步可逆10进制计数器（8421码）2个方案对比【表2】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②S4触发器解除紧急（S4）后指定回到S1③T复杂第25页共32页4个JK触发器二①S1-S32个T触发器下降脉冲触发，与时钟信号匹配②S4或门、非门解除紧急（S4）后回到S1/S2/S3任一状态，不固定③T2个74192计数器容易处理，可显示数值综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。三、单元电路设计

7、与参数计算【图3】总体模块设计▲1、时钟控制系统：使用上升时序，个位、十位两片74192。进位关联使用个位TCU＝十位UP实现（TerminalCountUp(Carry)Line）。数据状态通过判断条件进入选择器74153。判断条件成立后执行清零。第25页共32页2、时序Sx控制：使用7473改装的TFF2个，实现S1→S2→S3状态的转换。↑↓3、判断时钟、Sx：判断74192和7473的状态，满足条件输出74192的清零使能和7473的CLK信号。4、翻译Sx－LED，翻译S1、S2、S3对应LED的5个状态：5、输出调整电路，令紧

8、急电平开关控制LED的状态。四、总电路工作原理及元器件清单1．总原理图【图4】第25页共32页第25页共32页2．电路完整工作过程描述（总体工作原理）【图5】数据线分配▲第25页