数电课设交通灯

1、理工大学专业班级学生课程名称数字电路 逻辑设计设计名称交通信号灯 控制器设计周数1.5周指导教师设计任务主要设计参数设计 个十字路口红、绿、黄灯控制系统，用红、绿、黄三色发光一 极管作信号灯，用传感器或用逻辑开关代替传感器作为检测车辆是否到来 的信号设计容设计要求（1）在主干道和支干道均设有车辆检测传感器，用以检测道路是否 有车辆，当某一道路有车而另一道路无车时，则该车道处于常允许通行的 状态。（2）当主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行 45秒，支干道每次放行25秒。当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮 红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。在每次由亮绿灯变成 亮红灯的转换中间，要亮5秒的黄灯作为过渡，以使行使中的车辆有时间 停到禁止线外。（3）设立45秒、25秒、5秒计时显示电路。主要参考资料数字电路逻辑设计（第二版）学生提交归档文件（1）仿真文件（2）电路图（3）仿真图（4）实验图课程设计任务书注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面任务书说明书图纸的顺序进行装订 上交（大图纸不必装订）2.可根据实际容需要续表，但应保持原格式不变。指导教师签名

2、：日期：.z专业班级学号 成绩 一、简述为了确保土字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车;绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。装图一 3丄一交通灯控制器系统框图: 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号 发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管 发光。译码显示器-在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时 线器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。二、设计目的一通过本次课题设辻，应该掌握以下容一.（丄）学习数字逻辑一电路设计的二般方法。（2）-要求学会用理论知识解决实-际问题。(3) 灵活掌握部分74LS-系列集成电路的使用。(4) -掌握Multisim.仿-真软件的应用。(5) 掌握常用元器件的识别与测量。.(6) 了解实际电路调试和解决问题的基本方法。三、总体方案设计用定时器分别产生三个时一间间隔后，向控制器

3、发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号， 决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新辻时。 交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。S0状态：主壬道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主壬道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯 亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主壬道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的 车辆禁止通行，支壬道禁止车辆通行。当主壬道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进 入下一个状态。S2状态：主壬道红灯亮，支壬道绿灯亮。此时主壬道禁止车辆通行，支壬道允许车辆通行，当支壬道绿灯 亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下二个状态。S3-状态：支壬道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主壬道禁止车辆通行，支壬道允许超过停车线的一车辆通行， 而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的一时间后，一控制器发出状态转换信号，系统进入 下一个状态-二S0状态。态序主干道支土道时间s0

4、绿灯红灯45s5s红灯绿灯25s.5s黄灯红灯红灯黄灯交通01T50SoSi00S211 A=1或日二0灯状态转移图且8=1丿或A二0交通信号灯控制器序表EASoSlS2S3G丄VLKlC2込说明1X1000100001当 t45 1 且 Ei=i 时，s0 - sAXX0100010001当 = 1P J, SL-*SjX10010001100当Tmm = 1且恥1吋.j島XX0001001010当Ts =】时，Sa tEd四、电路设计电路设计分成三部分1、用一个模四辻数器通过一个3-8译码器，引出四个控制信号，分别控制信号灯的亮灭的四个状态。2、用两片7418192做计数模块，接成减法辻数，当两片同时为0时置数，此置数信号为模四计数器提供时钟。个位片置-5,士位片置-Q-或2或4,由3-8译码器的输出端控制。3、检测信号经过一个异或门，控制2-4译码器的工作端。该信号再跟检测信号分别经过与门，直接控制信电路原理图vcc5VJ2jvccML百畑DRUSAU14AUllAiJP 1 O IW - RU1274LS0SDAV0*1気YtGLY4档-u应aTdr774LS13BDT 一 J

5、di sn?nU1374L SOBOU14Gim日J-74L504DU11C7TTM)2nWA-vcc74LS04D74I 5D4DU1W74L504D1L5：J4UU15A74LS&I各部分电路设计:(1) 信号灯实现模块:一JU12RU8A_1 74L543BDU14A74L&Q2D2)秒辻数器摸块状态转移控制模块LJ1SA3)信号检测模块4)心：5VJ2o &W= P1C I p Jc l= R(5)电路仿真图元器件清单：原件名称个数数字电路实验箱1个74LS192N2个74LS163N1个74LS138N1个74LS20N1个74LS08N1个74LS04N2个LED发光二极管6个五、仿真结果及分析(一)、仿-真过程-一(1)在一 Multisim中按照设辻妊的电路图连线；(2) 分模块进行仿真，观察状态是否正确;(3) 整合所有摸块进行整体仿真，观察状态;一(4) 切换开关的高低电平，查看状态是否正确；(5) 一完成仿真。.（二）、仿-真结果-1主路绿灯，支路红灯，主路放行45秒倒辻时。VM2、主路黄灯，支路红灯，黄灯五秒倒计时。CCUSAm-74LS0SDU12U14Ar4

6、L54J2gU9B74LSOSOU1iAU14B x_ 7TCE02DUFA74L$M Dvcc4Hn-1=1咅，Eeso-上U2711HJPQAIM711 5137 n3,主路红灯，支路绿灯，支路放行25秒倒计时。4主路红灯一一支路黄灯，五秒倒计时。Uli A_卍 LBO4DUUdlA7.1LSD2DU12IJRF.74LS08ICU13U7ALJMR7I1U；G2D讥知DVCC5VILS192DU-1IDAnX.7亠Del so:-HI 3- J1 L5192D(三-)、-仿真虫遇到的问题-一(丄)不清楚个别引脚功能问题;一(2) 相互之间的控制问题；(3) 用开关控制状态的问题;一(4) 连线过程中的布局问题。(5) 192的借位输出问题。六、验证结果及分析1、实验室实验操作步骤一.(1) 交元件清单，领取元器件。(2) 测试元一器性功能是否正确。(3) 按仿真原理图进行连线。(4) 测试测试电路的功能是否正确，若不正确，捡查错误;若功能状态正确，记录实验状态。2、操作中的问题(1) 连接线及芯片的测试问题。一(2) 由于连线过多，连线时需仔细而耐心。(3) 实际测试功能状态的问题等七、实验总结本次试验，我们只是做妊了仿真，实验验证并没有出来，验证74lsL92的功能就花费了好久，为了找到一个没有坏的芯片，我们也是花费了好么，所以到下午才开始连接电路，但最后都没有成功，我觉得我们-的问 题主要出在没有将74ls192 的功能完全了解，所以花费了妊久，到最后都没有时间检查接下来的一电路-所以到最后我们都没有把电路搭出来，第二天考试可能也有一些影响，但最主要还是没有把心态放妊，精心去 连电路。但这次实验还是有很大收获的。不仅通过实验巩固自己所学，更锻炼自己的动手能力和团队合作 能力。让我更加深入的工解数字电路逻辑设辻这门课，更加熟练的一运用Multisim这个软件。八、参考文献一一【1】电子技术试验、实训及课程设辻清华太学立楠、明、洋、一吴琼编著一【2】数字电路设计、仿真、测试华中科技大学一佘新平一【3】数字电路实验与EDA技术东南大学郭永点一一【4】-数字电子技术试验与实践-电子工业-吴慎山一-【5】数字电路硬件设辻实践高等教育贾秀美、文爱、武培雄一

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