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1、课程设计报告课程：数字电路逻辑设计学号：班级：教师：*大学计算机科学与技术学院设计名称：交通灯控制器日期： 20010年 1月 22日设计容与要求：1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45 秒。2、 在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5 秒钟，才能变换运行车道；3、 黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。4、 甲、乙车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）设计目的：1、学习数字逻辑等电路的设计方法，熟知加/ 减计数器、译码器及数码显示电路的工作原理及特点；2、培养勤奋、认真仔细、分析故障和解决问题
2、的能力。设计环境或器材、原理与说明：Multisim 8四. 系统总体设计设计环境： Multisim 8方案：系统的计时器是由161 组成，其中应因为绿灯时间为30 秒，红灯35 秒，黄灯 5 秒，所以绿灯定时器由一块 74LS161 级联组成， 161 是 4 位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，系统的主控制电路就是它，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。 系统的译码器部分是由一块74LS00，74LS04，74LS20 这些与非门组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6 个信号灯的工作状态。 而一个 74LS48 是将 161的信号翻译为数码管的显式信号，当然中间
3、加了与非门。整个设计共由以上三部分组成。设计原理： 交通灯控制系统主要由控制器、译码器和秒脉冲信号发生器等器件组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制译码器的工作。红灯时间亮为35 秒，由 161 输出端的最高位控制！黄灯时间亮为5 秒，由 161 输出端的4 位信号的与非的非控制。而绿灯亮30 秒，是红灯的非与黄灯的非控制。表示定时器到了规定时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时秒脉冲发控制器译码器道 信 号生器灯单元电路的设计：1. 秒脉冲信号发
4、生器时钟信号产生电路主要由555 定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0” 、“ 1 ”信号，电路图如下图所示：0tW 2R2C ln023VCC0.7R2C1VCC3VCC1VCCtW 1 (R1 R2 )C ln30.7(R1R2 )C2 VCCVCC3所以时间周期就是：0.7( R12R2 ) C2. 定时器系统的定时器是由161 组成，其中应因为绿灯时间为30 秒，所以绿灯定时器由两块161级联组成，红灯和黄灯各位一片，161 是 4 位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，电路图如下图所示：红灯黄灯绿灯3、用到的器件：7
5、4LS1611块74LS041块74LS081块5551块七段显示译码器2块发光二极管红、绿、黄各两个，电阻，电容若干。4、该设计方案的优点：用的器件少，结构简单，延迟小。5、该设计方案的缺点：它的总循环时间超不过16 秒；6、表 6-1交通灯控制电路真值表G表示东西的绿灯， Y 表示东西的黄灯， R 表示东西的红灯，用南北的黄灯， r 表示次南北的红灯 , 则灯的表达式为：g 表示南北的绿灯，y 表示_G=Y r , Y=Q 4Q3Q2Q1,R=Q4, g=y R,y=Q 4 Q3Q2 Q1,r =Q 4所选方案的总电路图五、设计体会实验中我的主要工作是控制器部分的完成。一般十字路口的交通灯
6、控制系统的工作过程如下：（1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔 45s 时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。（2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行， 乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔 5s 时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。（3）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔45s 时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停车线的车辆停止
7、通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔5s 时，控制器发出状态转换信号，系统又转换到第（1）种工作状态。交通灯以上 4 种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用 S0、S1、S3、S2 表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示。控制器状态信号灯状态车道运行状态S0（ 00）甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1（ 01）甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S2（ 11）甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S3（ 10）甲红，乙黄甲车禁止道通行，乙车道缓行控制器工作状态及其功能通过这次交通灯的设计
8、与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于交通灯的原理与设计理念。做仿真实验时应先要通过整体的电路连接， 如果有错误应该进行分段的测试。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计六、参考文献1数字系统设计- 数字电路课程设计指南高书莉编著邮电2数字电路逻辑设计- 脉冲数字电路第三版王 银主编高等教育3数字电路实验指导书亚婷乐郭华王利周丽娟编邮电学院电子与信息系统工程系设计成绩：教师签名：年月