数字电子技术课程设计报告(杜).docx

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯数字电子技术课程设计实验报告书课程名称：＿＿＿数字电子技术＿＿＿＿课题：＿交通灯定时控制系统＿学生姓名：＿＿＿＿杜康华＿＿＿＿＿学号：＿＿＿2009550619＿＿＿班级：＿2009级通信工程一班＿＿指导教师：＿＿＿＿王永才＿＿＿＿＿2011年11月1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯交通灯控制电路设计一、设计目的1.掌握、训练数字系统的综合设计方法；以及对各基本电路的功能运用和测试方法。2.学习掌握各个基本

2、电路之间级连和应当注意的事项；熟悉各基本电路的输入与输出应满足的条件。正确阐述电路中各参数的意义。3.学会在数字系统中正确使用数字集成电路。学会查阅、读懂数字集成电路手册。二、设计指标设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下：（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒。（2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。（3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。选做扩展功能：（4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；（5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。三、总体框图设计1.

3、总体框图交通灯控制系统的原理框图如下图所示：定时器TLTYST甲车道信号灯控制器译码器乙车道信号灯图1交通灯控制系统原理框图它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲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控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25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

4、定的时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2.画出交通灯控制系统的ASM（算法状态机）图一般十字路口的交通灯控制系统的工作状态及其功能如表1：表1控制器状态信号灯状态车道运行状态S0(00)甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1(01)甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S3(11)甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S2(10)甲红，乙黄甲车道禁止通行，乙车道缓行控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的

5、代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：AG=1：甲车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；AR=1：甲车道红灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；BR=1：乙车道红灯亮。由此得到交通灯的ASM图，如图2所示：AGBRSTARBY01TLTY01STSTAYBRSTARBG001TLTY1图2交通灯控制系统的ASM图四、功能模块设计1.定时器定时器应与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态转换信号ST作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行加1计数，向控制器提供5秒的黄灯定时信号TY和25秒

6、的红灯或绿灯定时信号TL。3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯精品料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯VCCR1VCC5V40kΩVCCRSTOUT2R2DIS4THRA1秒脉冲40kΩ31C2C1TRICONGND0.01uF0.01uF0图一秒脉冲产生电路图二计数电路秒脉冲产生电路图一为秒脉冲产生电路，，其中CP由秒脉冲提供，ST由控制器提供，秒脉冲和计数器构成定时器。秒脉冲是此系统中的标准时钟信号，秒脉冲是由555定时器和电阻、电容等构成的多谐振荡器，由于在Multisim中进行系统仿真时时间很慢，故应把多谐振荡器的频率取得尽可能

7、的高一点，以方便检查电路。取R1=R2=40k?，C1=C2=0.01μF，由电容的充放电可知(1)充电时间：T1=0.7(R1+R2)C2=0.7*(40k?+40k?)*0.01μF=5.6×10-4s，(2)放电时间：T2=0.7*R2*C2=0.7*40k?*0.01μF=2.8×10-4s，(3)故其周期为：T=T1+T2=8.4×10-4s秒脉冲可以通过改变电阻和电容以改变其振荡周期，由于在Multisim中进行系统仿真时时间很慢，故应把多谐振荡器的频率取得尽可能的高一点，以方便检查电路。计数电路图二为计数器的基本电路，计数器选用74LS160进行

8、设计。74LS160是4位十进制同步计