数字逻辑课程设计--交通灯控制系统

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1、安徽工业大学数字逻辑课程设计报告题目交通灯控制系统姓名专业班级学号指导教师2013年06月01日《数字逻辑》课程设计十字路口是由一条主干道和一条次干道汇合而成，在每个方向上设置了红、黄、绿三种信号灯。考虑到主，次干道车辆数量不同，主干道每次放行的时间较长，次干道每次放行的时间较短。当绿灯转为红灯时，黄灯需要亮一小段时间作为信号过渡，以便车辆有时停靠间到禁止线以外。一.设计采用的器件和软件maxplus2软件，EDA-V试验箱二.设计任务以及要求设计任务：1.在十字路口的两个方向上各设置一组红、黄、绿灯；由于一条道上的

2、红绿灯显示情况相同，这里在不影响实验效果的前提下，在每个方向上只安放一组红绿灯。显示顺序为其中一个方向是、绿、黄、红；另一个方向是红、黄、绿。2.设主、次干道放行时间分别为40s和20s,过渡时间为5s。三.总体设计思想：从功能上，交通灯控制系统可以划分为4个相对独立的模块，分别为时钟模块、状态转换模块、计时模块、显示模块。各模块的划分及相互之间的关系入下图1。时钟1《数字逻辑》课程设计数码管控制计时单元置数单元信号灯控制计时模块状态转换模块显示模块图1系统功能框图四.设计步骤，各模块组成　1.状态转移模块状态转移模

3、块的功能是控制两个方向上的信号灯状态的转换。　根据主干道和次干道的通行情况可以分为四种状态。S0：主干道通行40秒，次干道禁行40秒。（主绿次红）S1：主干道准备禁行5秒，次干道禁行5秒。（主黄次红）S2：主干道禁行20秒，次干道通行20秒。（主红次绿）S3：主干道禁行5秒，次干道准备禁行5秒。（主红次黄）状态转移图如图2.S0S11《数字逻辑》课程设计S2S3图2状态转移表如表1：状态现态次态Q1Q0Q1Q0S00001S10111S21110S31000电路图如图1图1状态转换模块2.计时模块1《数字逻辑》课程设

4、计计时模块由两部分组成，分别为计时单元和置数单元。置数单元根据当前所处的状态，为计时单元提供对应的置数信号，作为开始计时的原始时间。计时单元以时钟产生模块提供的秒脉冲信号为基准进行计时。输出信号有两路，一是送往显示电路，驱动LED数码管显示计时时间;二是作为反馈信号送往状态转移模块，作为状态转移的ＣＰ输入脉冲。这里只给出S0状态下30秒倒计时状态表，其他状态类似。计时采用倒计时状况表如表２S0状态下30秒倒计时状态表输入信号输出信号输出信号反相计时值状态高位计数器低位计数器高位计数器低位计数器S0状态11000110

5、0011100139S0状态110001110011100038…S0状态110111110010000020S0状态111001100001100119…S0状态111011110001000010S0状态11110110000010019…S0状态11111111000000000表21《数字逻辑》课程设计置数单元为计时单元提供计时起始值，不同状态下，几十单元的起始值是不同的。表3列出了个状态下置数单元的输入输出关系。设输入变量为I1、I0，输出变量为D7…D0,则输出逻辑表达式为：D7=D6=D1=1；D5=I

6、1+I0；D4=D3=D2=D0=I1+I0;状态输入信号输出信号I1I0D7D6D5D4D3D2D1D0S0状态0011000110（39）S1状态0111111011（05）S2状态1011100110（19）S3状态1111111011（05）表3计时单元：计时单元主要由两片同步二进制计数器74161构成，利用反馈置数法完成固定模值计数。当计数状态到达1111时，C01和C00同时由0变为1，此时可以取二者的与非作为反馈置数信号进行置数。将D7-D0端的数据置入芯片中，计数单元的电路图如图21《数字逻辑》课程设

7、计3.显示模块显示模块主要器件包括两组信号灯，两个数码管。将状态编码转换成主干道和支干道上的信号灯状态。其状态转移表如下表4状态Q2Q2主干道次干道RYGRYGS000001100S101010100S211100001110100010表4电路图如图31《数字逻辑》课程设计图3送往LED单元计数器用8位7段数码管显示，如图4所示:SUBDESIGNdeled(num[3..0]:INPUT;a,b,c,d,e,f,g:OUTPUT;)BEGINTABLEnum[3..0]=>a,b,c,d,e,f,g;H"0"=>

8、1,1,1,1,1,1,0;H"1"=>0,1,1,0,0,0,0;H"2"=>1,1,0,1,1,0,1;H"3"=>1,1,1,1,0,0,1;H"4"=>0,1,1,0,0,1,1;H"5"=>1,0,1,1,0,1,1;1《数字逻辑》课程设计H"6"=>1,0,1,1,1,1,1;H"7"=>1,1,1,0,0,0,0;H"8"=>1,