数电实验讲义实验八交通灯实验.doc

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1、实验八交通灯设计实验一、实验目的1.熟悉集成芯片的综合使用；2.进一步掌握数字电子电路的设计、安装、调试的方法，3.设计并调试一个十字路口的交通灯控制电路。二、设计内容及要求1.设计内容（1）每个路口有红、绿、黄三种灯，允许通行时绿灯亮，禁止通行时红灯亮。（2）甲、乙车道两条交叉道路的车辆交替通行，时间各为25秒。（3）在变换通行车道前，黄灯亮以1Hz的频率闪烁5秒。（4）各方向在红、绿、黄三种灯持续时间有时间显示：红（30秒）、绿（25秒）、黄（5秒）。2．设计要求（1）基本要求：完成设计内容的前三项内容。（2）扩展要求：在基本要求基础上，完成第四项内容。三、实验原理及实验资

2、料交通灯管理示意图如图8.1，交通干线A和B的通行在十字路口由交通灯控制。交通灯的切换顺序和时间要求如图8.2所示。图8.1交通灯管理示意图图8.2交通灯的切换顺序和时间四、设计提示及参考方案1．数字逻辑电路实现可以用数字逻辑电路实现交通灯控制的模拟。计数器控制时间，用LED作为红、绿、黄三种灯。用数码管显示时间。设置时钟源为0.2HZ（5s），作为系统时钟，则对应的时序图如图8.3所示。由图8.3可以看出，每来12个时钟脉冲，各信号灯的状态循环一次，因此需设计模12的计数器，计数器的输出经译码后，就可以得到各信号灯的控制逻辑。对于一个方向的时间计数显示，在三种灯交替循环的情况

3、下应遵循：绿灯（25秒）、黄灯（5秒）、红灯（30秒），且均为减计数。1HZ的时钟可以作为计时使用，并5分频后提供0.2HZ信号。数码管的显示、译码驱动可以由实验箱提供。图8.3交通灯运行时序图2．EDA实现使用目前广泛应用MAXPLUS软件采用绘图或VHDL硬件电路描述语言，实现交通灯系统控制器的设计，利用MAXPLUSⅡ集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。MAXPLUSⅡ具体使用可以参考相关EDA实验讲义。五、实验仪器与器材1．设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱、信号发生器各一台，2．器件：四2输入与非门（74LS00

4、）1片，四2输入或非门（74LS02）1片，六反相器（74LS04）1片，三3输入与非门（74LS10）1片，二进制同步计数器（74LS161）1片，四位双向移位寄存器（74LS194）2片，二-五-十进制计数器（74LS290）1片，74LS163（2片）。根据自己设计电路，集成芯片可以增减。六、实验报告要求按照设计任务设计实验电路，然后在仿真软件上进行仿真实验，正确后在实验箱上搭建实验电路，交通灯用发光二极管模拟，观察交通灯的运行是否正常，然后在示波器上观察并记录输入、输出波形，最后一步是撰写实验报告、整理文档，对实验进行总结。本实验报告格式不作具体要求，但应包含详细的设计

5、过程。