数电课设：交通灯课设

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1、课程设计交通灯控制电路的设计班级/学号学生姓名指导教师18一．概述设计一交通灯控制电路，该电路由电源、时钟信号、计数电路、逻辑判断电路和控制执行电路组成，其原理框图如图1所示。图1交通灯电路原理框图电源时钟信号计数电路逻辑判断电路灯控制执行电路技术指标：1．电源输出电压为：+5V。2．可以控制东南西北四个方向，每个方向控制时间为60S。3．用红、黄、绿三种颜色分别表示停、注意和通行其中红——黄——绿时间间隔为2S。4.该控制电路具有自动和手动控制两种方式，满足特殊情况下交通管理。二.方案论证设计一

2、个交通灯控制电路，能控制东西和南北两条干道的交通灯。功能包括：1.控制电路2.计数电路3.分位电路4.倒计时输出电路。交通灯亮灭时间关系如图2所示。绿灯亮红灯亮黄灯亮红灯亮绿灯亮东西南北时间0293160图2交通灯亮灭时间关系图18交通灯控制器原理如图3所示时间值Hold=0控制红黄绿灯的亮灭Hold计数器控制器Reset时间倒计时Hold=1东西和南北两条干道都为红灯亮Clock分位译码电路七段译码管七段译码管显示剩余时间个位显示剩余时间十位图3交通灯控制器原理图三、电路设计1.计数器针对此问题

3、，计数器的计数范围为0-59。分为0-28，29-30,31-59三部分，每来一个秒脉冲,使计数器加1,直到计数器计到59后，当遇到下一个时钟上升沿时回复到0，开始下一轮计数。此外，当检测到特殊情况时，需要进行手动控制使Hold=‘1’，此时计数器暂停计数。当系统出现故障或者想重新开始计数时按下系统复位信号RESET可使计数器异步清零。计数器逻辑电路图如图4所示图4计数器逻辑电路图18LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYjishuISPORT(

4、clock:INSTD_LOGIC;reset:instd_logic;Hold:instd_logic;countNum:BuFFeRINTEGERRANGE0TO59);END;ARCHITECTUREbehaviorOFjishuISBEGINprocess(reset,Clock)BEGINIFReset='1'THENcountNum<=0;ELSIFrising_edge(Clock)THENIFHold='1'thencountNum<=countNum;ELSEIFcountNum

5、=59THENcountNum<=0;ELSEcountNum<=countNum+1;ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;END;2.控制器正常情况下，控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，达到对东西和南北两条干道的交通控制。同时，将时间数值给传给分位译码电路。当遇到紧急情况时，需要手动将Hold置成‘1’，此时控制东西和南北的两条干道均点亮红灯二极管。控制器逻辑电路图如图5所示18图5控制器逻辑电路图LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOG

6、IC_1164.ALL;ENTITYkongzhiISPORT(Clock:INSTD_LOGIC;Hold:instd_logic;CountNum:inINTEGERRANGE0TO59;Num:outINTEGERRANGE0TO29;RedA,GreenA,YellowA:outstd_logic;RedB,GreenB,YellowB:outstd_logic);END;ARCHITECTUREbehaviorOFkongzhiISBEGINprocess(Clock)BEGINIFRI

7、SING_edge(Clock)THENIFHold='1'THENRedA<='1';RedB<='1';GreenA<='0';GreenB<='0';YellowA<='0';YellowB<='0';ELSIFCountNum<=28THENNum<=28-CountNum;RedA<='0';GreenA<='1';YellowA<='0';18RedB<='1';GreenB<='0';YellowB<='0';ELSIFCountNum<=30THENNum<=30-CountNum

8、;RedA<='0';GreenA<='0';YellowA<='1';RedB<='0';GreenB<='0';YellowB<='1';ELSENum<=59-CountNum;RedB<='0';GreenB<='1';YellowB<='0';RedA<='1';GreenA<='0';YellowA<='0';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;END;3.分位译码器控制器输出的倒计时数值可能是1位或者2位十进制数，而一个七段数码管只能显示一位十进制的数，因此