数字电路课程设计资料题目2交通灯控制电路的设计任务书

1、题目2交通灯控制电路的设计一、设计任务 东西方向和南北方向直行绿灯亮40s,黄灯亮5s,红灯亮70s,交替进行.两个方向左 转弯20s时禁其它方向的车通行,左转弯20s后，有5秒黄灯过度,运行顺序如图1,图 中从1运行到4,又从1运行到4,周而复始。通行期间，两个方向要求用数码管倒计 时显示剩余时间.转换状态时有声音提示。 紧急情况下，交通警通过一个开关控制两个方向的红灯同时闪亮，紧急情况处理完毕后, 交通警可通过开关返回原来的正常工作状态。 根据两个方向的车流量差值，如在一个运行周期差5部车或以上，在下个运行周期能够自动调节绿灯的设置吋间，车流量多的方向，直行和左转弯都增加5s ,车流量少的

2、方 向，直行和左转弯各减少5s ,其他时间不变，下一个运行周期也差5部车或以上，每 个方向保持增加5s和减少5s不变，若有一个运行周期差5部车或以下，则在下个运行 周期恢复原来的运行状态。（选做） 通行时间交通警可以设定。（选做）344南图1二、操作说明用实验箱上的cpld器件epm240实现硬件功能（如果实验室来得及把新开发板做好，也 可以用epm1270,板上的数码管没有带译码器，要把bcd码译码器7448做到芯片里面，时 间仿真取7448输入的bcd码，板的顶面图见“附件6开发板顶面图”，板上各部件与芯 片连好线（方波信号源和3个单步脉冲开关除外，要自己接线）,部件旁边的数字就是epm1

3、270 的管脚号），如果实现和，整电路就用一个电平开关，时钟脉冲用箱上ii匕10k hz 方波脉冲，频率要根据电路來选定，用到的4位数码管带有译码器，电路只要输出bcd码就 可以了，声音可用箱上的喇叭，如果选做部分要实现，就要加控制开关了，原则是加越少越 好。先用quartus ii进行仿真，秒的每个位的的时序仿真波形以十进制分组表示才直观， 各波形正确后就到实验室下载、调试、验收。三、设计的简要提示设计的参考方框图如图2,虚框内的是用epm240t100c5实现，虚框外在实验箱上有。译码器数码管东茜红黄绿交通灯囤 4eu ulbfel>i 更译码垂数码管南北红黄绿交通灯(1) 根据设计

4、要求，本设计的主要元件是计数器、门电路、触发器等，如加法计数器 74160 (加)减法计数器74190、74192。计数器可以通过控制其使能端來实现不同 进制地计数，信号的控制可以用门电路、数据选择器及其它电路等来实现，如三 态门74244o(2) 中控电路根据运行状态多少来确定计数器的模，如图1运行顺序图中，4种情况加 紧急状态，模为5就可以了，其计数时钟脉冲是从减法计数器來的，注意中控电路 中计数器初始状态。(3) 置数电路可以参考如下设计，假设屮控电路计数器的模为5的5进制加法器，其 输出为qc、qb、qa,减法器的八个置数输入端子di、cl、bl、al、do、co、bo、a0,由于减法

5、器每次要从不同的数(69、39、19、4)倒数到0,需要一个模 块能协助减法器使南北方向减法器置数端重复不断依次置数69、39、19、4、69, 而另一个置数器2就使东西方向的减法器不断依次置数39-4-19-4-69-39，这样 南北与东西方向所显示的倒计时间就能准确而协调。两个方向置数器是由5制加法 器驱动的，下面是东西方向置数器电路设计过程：5进制加法器输11!为qc、qb、qa；减法器的八个置数输入端子di、cl、b1、al、do、co、bo、aoo因为东西方向的减法器不断依次置数39-4-19-4-69-39 所以可得以下真值表：qcqbqadiclblaldocoboao00000

6、11100100100000100010000110010110000010010001101001因为上表di、b0全为“0”，故可直接把这三个端子接地，由以上真值表可得:dl=0c1 = qc qu qabi=e/e/m=qcqa do 二co=0c'0bo=()ao= do二(0 qbsqa上图左边接5进制加法器的qc、qb、qa三位输出端，右边的输出接减法器的置 数端。南北方向的置数器设计思路过程是一样的，注意其置数顺序为69-39-4-19-4-69 就可以了，南北方向的置数器逻辑如图4：qcqbqadiclblaldocoboao0000110100100100111001010000001000110001100110000000100dl=0do 二 q/（qj+0）co=（0、 qjqa'b0=0ao= do=ec*（e/+e/a）曲4bierto來玄.討pm- !、d1图4(4) 灯的译码控制电路根据中控计数器状态直接译码输出控制3种灯，电路较为灵 活,可用门电路或74138和门电路，或其他电路形式，注意与计数器的状态相 对应。(5) 在每次