数字电路课程设计报告书——交通灯控制器

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1、 数字电路课程设计报告书 交通灯控制器 学 院 名 称学 院 名 称 ： 电子工程学院 学 生 姓 名学 生 姓 名 ： 专 业 名 称专 业 名 称 ： 班班 级级 ： 题目：交通灯控制器题目：交通灯控制器 一一 实验目的实验目的 通过本次实习利用所给器材和要实现的电路功能结合理论知识实 际要求设计出合理的电路， 达到深刻理解理论知识和其与实际运用的 差异，初步掌握模拟与数字逻辑电路系统设计的基本方法。 二二 实验任务与要求实验任务与要求 红绿灯交通信号系统外观示意图如图所示。 1在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一方向是 绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。

2、2设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中 一个方向上绿灯亮的时间是 20s，另一个方向上绿灯亮的时间是 30s，黄灯亮的 的时间都是 5s。 3用两组数码管，实现双向倒计时显示。 倒计数 计时器 绿灯绿灯 黄灯黄灯 红灯红灯 红红 黄黄 绿绿 灯灯 灯灯 灯灯 三实现方案： 实现这个交通灯控制器可以采用 FPGA、单片机等可编程器件或 基本数字逻辑器件实现。在这次实验中采用 74 系列数字集成芯片和 555 时基芯片实现相应功能。本报告最后附有使用 MULTISIM 仿真 软件进行的仿真电路图。 四具体功能分析： 此电路为十字路口交通灯控制电路， 要求东西向和南北向不能

3、同 时出现绿 （黄） 灯， 发生“撞车”现象。 即当某一方向为绿灯或黄灯时， 另一方向必为红灯。东西向主通路有倒计时显示。 设计时序如下： 东西向 南北向 4电路框图设计：电路框图设计： 说明：脉冲输出部分为 555时基芯片构成的多次谐波振荡器，由 其产生周期为 1s的时钟脉冲信号。 计时控制部分主要由两片 74LS161 （十六进制同步加法计数器）及逻辑门电路构成。产生 30s、20s 和 5s 的倒计时信号。 彩灯控制部分将计时控制部分输出的信号通过逻辑 门电路及 74LS139（双 24线译码器）和一片 74LS161组合产生控 脉冲输出部分 计时控制部分 数字显示部分 彩灯控制部分 彩

4、灯显示部分 R30s Y5s G20s G25s Y5s R25s 制信号，控制彩灯按照响应时序显示，并将 74LS139 的输出信号反 馈回计时控制部分实现三种倒计时之间的切换。 数字显示部分主要由 74LS48（7 段显示译码器） 、74LS04（反相器）及 8段共阴极数码管 构成，通过接入计时控制部分的信号实现倒计时显示。 五五使用元件使用元件 元件清单元件清单 1.74LS161(三个) 2.74lLS139（一个） 3.74LS555（一个） 4.74LS48（两个） 5.74LS00（两个） 6.74LS04（两个） 7.74LS08（一个） 元件管脚和功能表元件管脚和功能表 74

5、161 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 C LR C LK A B C D EN P G N D V C C R C O QA QB QC QD EN T LD C LRLDC LK EN P EN TQAQBQCQD 输 入输 出 LXXXXLLLL HL H H HH L L XX 保 持 ,R C O =0X X H 0 0 H ABCD 74161功 能 表 保 持 计 数 74ls161 管脚及其功能表 74139功 能 表 74139 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 1A 1B 1Y 0 1

6、Y 1 1Y 2 1G G N D V C C 2G 1Y 3 2A 2B 2Y 0 2Y 1 2Y 2 2Y 3 输 入输 出 GBAY 0Y 1Y 2Y 3 HXXHHHH HHH HHH HHH HHH H H H L L H L L L LLL L LL L 74ls139 及其功能表 7448 161514131211109 12345678 V ccfgabcde G N DADBCLTB I/R B OR B I 74ls4874ls48 的管脚的管脚 74ls0074ls00 管脚管脚 74ls0474ls04 管脚管脚 74ls0874ls08 管脚管脚 六单元电路设计： 1脉冲输出部分： 脉冲输出部分为 555时基芯片构成的多次谐波震荡器， 电路原理 如下图：其中器件参数分别为 R1=4.7k，R2=150k，C1=4.7F， C2=0.01F。产生的时钟脉冲为周期 T=1s 的方波。 电容 C1 充电时，暂稳态持续时间为 tw1=0.7(R1+R2)C=0.7(150k+