数字电路课程设计--数字交通灯

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1、 数字电路课程设计数字电路课程设计 题题目目：数字交通灯：数字交通灯 学生姓名： 学 号： 院 （系） ： 专 业： 指导教师： 2012 年 5 月 1 数字电路课程设计 目目 录录 一、设计目的 1 二、设计要求 1 三、设计方案 1 四、芯片介绍 2 1、NE555 2 2、CD4029 .3 3、74LS47 .3 4、74LS245 4 5、74LS00 .5 五、单元模块 5 1、秒信号产生器 .5 2、状态控制器 .6 3、状态译码器 .6 4、定时系统 .8 六、调试要点 9 七、设计心得 .10 参考文献资料 .11 数字交通灯 1 一、设计目的一、设计目的 1掌握时序逻辑电

2、路的设计方法，灵活运用理论知识。 2提高学生的数字系统设计能力和实际动手能力。 3进一步了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解 决实际问题的能力。 4为学习和使用计算机打下良好的基础。 二、设计要求二、设计要求 十字交叉路口在城市，特别是在大中城市可谓星罗棋布。为确保车辆安 全通过，行人安通过，在每个十字路口都设置了交通灯控制。今设计一 个十字路口的交通灯控制，设计任务如下： 1 主、支干道交替通行， 主干道每次放行 30 秒，支干道每次放行 20 秒。 2 2 绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。 3 每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒(此时另一干道上的红灯不变)。 4

3、十字路口要有数字显示， 作为时间提示， 以便人们更直观地把握时间。 具体要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。 5 在黄灯亮时，原红灯按 1Hz 的频率闪烁。 6 要求主、 支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s内任意设定。 三、设计方案三、设计方案 该交通灯控制系统的组成框图如下所示。状态控制器主要用于记录十字 路口交通灯的工作状态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信 号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数， 达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的回零脉冲使状态控制器 完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定

4、计数器下一次 减计数的初始值。减法计数器的状态由 BCD 译码器译码、数码管显示。 在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪烁。 四、芯片介绍四、芯片介绍 1 1、NE555NE555 NE555 定时器的引脚图如下： 数字交通灯 2 NE555 4 5 6 7 81 2 3 GND TR OUT RD UCO TH DISC VCC 2 2、CD4029CD4029 CD4029 是一 CMOS 电路二进制/十进制可异步置数的可逆计数器。在本设 计中，由两片共同作用构成减法计数器。CD4029 芯片由 B/D 端控制二/十进 制计数，当 B/D 端为高电位（即为 1）时，为

5、二进制计数；相反为十进制计 数。由 U/D 端控制其加/减计数，当此端为高电位（1）时，为加计数；反之， 为减计数。由 PSE 端控制是否预置初始数，当此端为高电位时，为有预置数； 为低电位时，不预置初始数。它的 CO 端的输出为借位输出，CI 端的输出为 进位输出。 CD4029 管脚排列图如下： CD4029 DD VCLK 3 Q 3 J 2 J 2 QDU /DB/ PSE 4 Q 4 J 1 JCI 1 Q GNDCO 161514131211109 87612345 图2.4 CD4029管脚排列图 3 3、74LS4774LS47 74LS47 是 BCD-7 段译码器/驱动器

6、，是数字集成电路，用于将 BCD 码转 化成数码块中的数字， 然后我们就能看到从 0-9 的数字。 译码为编码的逆过 程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译 码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。74LS47 是输出低电平有效 的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。 74LS47 管脚排列图如下： 数字交通灯 3 74LS47 CC Vfg abcde BC LT RBOBI/ RBI DGNDA 161514131211109 87612345 图2.5 74LS47管脚排列图 4 4、74LS24574LS245 74LS245 是一个 8 位双向三态缓冲器，又称三态数据总线收发器。 其逻辑 功能为： 当控制信号 EN =0 时， 若 DIR=1， 则数据传输通路为 AB； 若 DIR=0， 则数据传输通路为 BA。而当 EN =1 时