1、 数字逻辑电路课程设计 题 目： 交通灯控制器的设计 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2012.12.29 目录: 1.设计任务及要求 2.总体控制方案 3.控制电路设计 3.1 控制电路工作原理 3.2 控制电路设计原理 4.倒计时电路设计 4.1 具有同步置数功能的十进制减法计数器 4.2 主干道与支干道倒计时电路设计 5.倒计时电路设计 5.1 动态显示工作原理 5.2 动态显示及译码电路设计 6.总体电路设计 6.1 总体电路 6.2 电路工作说明 7.电路仿真调试 7.1 控制电路仿真调试 7.2 倒计时电路仿真调试 7.3 译码显示
2、电路仿真调试 7.4 总体电路仿真调试 , 下载验证 8.实验结果分析.改进意见与学习心得体会 9.参考文献 摘要：交通灯控制电路的设计，设计了一个南北方向和东西方向十字路口的交通 灯控制电路， 本交通灯控制电路采用 74LS193 可预置四位二进制双时钟可逆计数 器实现计数功能，并通过一系列集成逻辑门电路芯片控制红绿灯的交替显示。 具体方案如下： 1 设计任务及要求 设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两个 方向的红、黄、绿的指示状态。 具有倒计时功能。用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干 道每次放行（绿灯）60 秒，支干道每次放行（绿灯）45 秒，在每次
3、由绿灯变成 红灯的转换过程中，要亮黄灯 5 秒作为过渡，黄灯每秒闪亮一次。 2 总体控制方案 设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为 G1、Y1、R1；支干道绿灯、黄灯、红灯 分别为 G2、Y2、R2，并且均用 0 表示灭，1 表示亮，则交通灯有如下四种输出状 态： 状态 G1Y1R1 G2Y2R2 S0 00 100 001 S1 01 010 001 S2 10 001 100 S3 11 001 010 通过以上观察可发现： 当主干道或者支干道的倒计时计数值为 01 时， 控制器将从当前状态转入下 一个状态。因此，计数值 01 可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步 置数信号，将下一状态的
4、计数初值置入计数器。 3 控制电路设计 3.1 控制电路工作原理： 4 状态循环实现： 主干道和支干道信号灯的实现： 采用 4 位二进制计数器 74161 实现控制器的四个 状态循环。当倒计时计数值为 01 时 T1=1，作为 7161 的计数使能信号。 3.2 控制电路设计原理： 状态 QBQA G1Y1R1 G2Y2R2 S0 00 100 001 S1 01 010 001 S2 10 001 100 S3 11 001 010 4 倒计时电路设计 4.1：具有同步置数功能的十进制减法计数器： 由具有同步置数功能的十进制减法计数器实现。 LDN=1 时： 通过卡诺图分别求解驱动方程 D3
5、D2D1D0 LDN=0 时： D3D2D1D0=DCBA 现态 次态 CP L DN Q3Q2Q1Q 0 Q3Q2Q1Q0 (D3D2D1D 0) 1 1 1001 1000 1000 0111 0111 0110 0110 0101 0101 0100 0100 0011 0011 0010 0010 0001 0001 0000 0000 1001 0 XXXX DCBA 合成芯片为 10： 2.再将两片及联实现 2 为二进制减法计数器： 合成为 dec 芯片： 4.2 主干道与支干道倒计时电路设计 当主干道或支干道减法计数器为 01 时，产生同步置数信号，将下一状态 计数初值置入。 主
6、干道预置数 支干道预置数 状态 D7D6D5D4 D3D2D1D0 D7D6D5D4 D3D2D1D0 S0 00 0000 0101 0000 0101 S1 01 0101 0000 0100 0101 S2 10 0000 0101 0000 0101 S3 11 1110 0000 0110 0101 5. 倒计时电路设计 5.1 动态显示工作原理: EDA 实验板上一共有 8 个数码管， 如果按照传 统的数码管驱动方式，则需要 8 个七段译码器和 64 个 I/O 口进行驱动， 这样就会浪费大量的资源。所以最常见的数码管驱动电路为动态扫描显 示。 数码扫描显示原理：利用人眼的视觉暂留效应，把多个数码管按一定顺序 进行点亮（显示）。当点亮的频率（即扫描频率）不大时，人眼看到的是 数码管一个个的依次点亮，然而扫描频率足够大时，看到的不再是一个一 个的点亮，而是全部同时点亮。 共
