数字逻辑电路课程设计报告--交通灯控制电路设计

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1、数字逻辑电路课程设计报告题目：交通灯控制电路设计班级：10电工交通灯控制电路设计一、设计设计任务及要求1.在十字路口的四个方向上各设一组红黄绿等，显示顺序为其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。2.设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中支干道上绿灯亮的时间是15秒，主干道上绿灯亮的时间是15秒，黄灯亮的时间都是5秒。二、方案设计与论证1.对系统总体的分析系统由秒脉冲信号发生器（555）、定时器（74LS192）、控制器（74LS76）、译码显示器（CC4511）

2、、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。2.交通灯逻辑的分析交通信号灯控制系统的原理框图如1所示，它主要有控制器、译码器、定时器和秒脉冲信号发生器灯部分组成。脉冲信号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输出控制信号，经驱动电路后驱动信号

3、灯工作，控制器是系统的组成部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL：表示甲车道和乙车道路灯亮的时间间隔为15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。它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通等信号灯状态的转换。图一如下：交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。S0状态：甲车道绿

4、灯亮，乙车道红灯亮，此时甲车道允许车辆通行，乙车道禁止车辆通行。当甲车道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S1状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮，此时甲车道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，乙车道禁止车辆通行。当甲车道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S2状态：甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。此时甲车道禁止车辆通行，乙车道允许车辆通行，当乙车道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S3状态：甲车道红灯

5、亮，乙车道黄灯亮。此时甲车道禁止车辆通行，乙车道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当甲车道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、11、10，由此得到控制器的状态，如表1，表2所示。表1.状态转换表状态信号灯的状态车到运行状态S0(00)甲绿，乙红，黄都不闪甲车道通行，乙车道禁止通行S1(01)甲绿，乙红，乙黄闪烁甲车道缓行，乙车道禁止通行S2(11)甲红，乙绿，黄都不闪甲车道禁止通行

6、，乙车道通行S3(10)甲红，乙黄，甲黄闪烁甲车道禁止通行，乙车道缓行三、各单元电路设计与分析1.秒脉冲信号发生器的设计本实验采用555定时器组成秒脉冲信号发生器。用555芯片连接电阻、电容制成周期为1秒左右的脉冲。2.定时器电路的设计：电路采用两片74LS192进行串行进位方式级联，其计数原理是：当~LD=1，CR=0，CPu=1时，在CPd时钟脉冲上升沿的作用下，计数器在预置数20的基础上进行递减计数，当各位计数器减计数到0时，其~BO发出一个负脉冲作十位计数器减计数的时钟信号，使十位计数器减一计数。当

7、高低位计数器出于全0，同时在CPd=0期间，高位计数器~LD2=~BO2=0，计数器重新进行异步置数，之后高位计数器~LD2=~BO2=1，在CPd时钟脉冲作用下，进入下一轮减计数。1.译码器电路的设计译码器的主要任务是将控制器的输出Q1，Q0，的四种工作状态翻译成甲乙车道上六个信号灯的工作状态，控制器的状态编码与信号灯控制信号之间的关系如下表：状态AGAYARBGBYBR00011110100010001001001001100010四、总体电路原理图主要元器件：2个74LS192、74LS76、2个CC

8、4511、NE555电阻：56K,30k,电容：10uF、103发光二级管：六只原理图如下：四、电路仿真及仿真结果分析仿真图如下：四、电路功能测试方案与测试结果仿真分析：（1）组装调试秒脉冲电路。（2）进行定时电路的组装和调试。当输人1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到5和0时，能输电有效的定时时间到信号。（3）调试交通灯控制器以及显示部分。（4）判断各部分电路之间的时序配合关系。然后检查电路