简易交通灯控制逻辑电路设计报告

1、华北科技学院课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计报告目录一、设计任务和要求二、设计目的三、设计方案选择四、单元电路的选择设计1秒.脉冲电路的选择设计计时2.器电路的选择设计状态3控.制器电路的选择设计时钟4、.状态控制判断系统电路的选择设计1状态5.翻译电路的选择设计1输出6.调整电路的选择设计1紧急7开.关设计1信号8灯.系统电路设计1五、系统的调试与仿真1调试1软.件1仿真2.电路的联成1电路3的.调试1六、心得体会2七、元件列表2八、参考书2、设计任务和要求设计一个简易交通灯控制逻辑电路，要求：1东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间。2东西方向与南北方向黄灯亮，时间。3南北方向绿灯亮，东

2、西方向红灯亮，时间。4、如果发生紧急事件，可以动手控制四个方向红灯全亮、设计目的1进一步熟悉和掌握数字电子电路的设计方法和步骤2进一步将理论和实践相结合3熟悉和掌握仿真软件的应用三、设计方案选择任务要求实际上就是个状态，不妨设：:东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间；:东西方向与南北方向黄灯亮，时间；:南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间；4如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。表1】主电路状态与指示灯状态转换主电路状态东西方向绿灯南北方向红灯黄灯东西方向红灯南北方向绿灯主电路要实现ff状态的循环转换，而且可以在任何一个状态进入4并能恢复正常工作状态。1=、使用个锁存器，设置，三个状

3、态。、使用触发器，当出现紧急情况，触发器由“”进入状态“”后，在解除紧急时，恢复“”，进入状态。、使用个触发器，实现位计数。、使用个7473替代的T触发器。JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。、使用或门、非门实现，从【表】可知：、使用同步可逆10进制计数器（8421码）2个方案比较方案一、优点：状态转换简单；解除紧急（）后指定回到；缺点：电平触发，与时钟信号不匹配；方案二、优点：下降脉冲触发，与时钟信号匹配；容易处理，可显示数值；缺点：解除紧急（）后回到任一状态,不固定；综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。方案框图1、计时器：使用上升时序，个位、十位

4、两片741。9进2位关联使用个位=十位实现（）。数据状态通过判断条件进入选择器1判断条件成立后执行清零。2时序控制：使用f2状态的循环转换。、判断时钟、：判断输出741的9清2零使能和7、翻译一，翻译改装的触发器个，实现和的状态，满足条件的信号。2对应的个状态：、输出调整电路，令紧急电平开关控制的状态。四、单元电路的选择设计、秒脉冲电路的选择设计秒脉冲可以由函数信号发生器产生，也可以由定时器组成多谐振荡器产生。本实验采用定时器组成的多谐振荡器，采用如图所示的接法，引入了二极管和，电容的充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流只流经，放电电流只流经，因此电容的充电时间变为T,放电时间变为，故得

5、脉冲的占空比为q=R，若取，则，相应的周期变为T（=R1+）RC,取0为了使输出波形稳定,取华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 #秒脉冲电路原理图：iRFUALD2C210nFlODER25.Gkl555VIRTUALvccJtDIODEVIRTUALC11：ODuFR1-5.Bkl3LrT-lR-XSCl-电路仿真图：竣Oscilloscoae-XSClTime4.891E5.943s1.053sCbennel_A5.O3OV0.030VTinebaseChann封position|C华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 、计时系统电路的选择设计计时系统包括由等，电路图如图9构2成

6、的计数器和数字译码显示器74192N计数器由两片:774192N十进制计数器组成两位十进制加法计数器，控制个位数的接9入2脉冲输入，进位输出端接十位数华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 #的加计数输入端。两个芯片上的计数器输入端都接地，清零端接紧急开关，当紧急开关接地时，清零端输入低电平，计数器正常工作，当紧急开关接高电平时，计数器清零停止工作。的Y通过一个或门后接两个的预置数端，数据状态通过判断条件进入选择器。判断条件成立后执行清零。控制个位数的的、经与门接入的输入端，当个位到达时，输出为“”控制十位数的的接的华北科技学院课程设计华北科技学院

7、课程设计 C，当十位到达时，输出为“”计数器的输出端分别连接对应数字译码显示器的输入端功能表如下：MRPLCPuCPDModsHKXXReset(Asyn.)LLXXPreset(AsynJLHHHNoChangeLH/HCountUpLHHCountDownL.gs出Xhvjtertjl3、状态控制器电路的选择设计状态控制器是交通灯控制电路的核心，能够控制交通灯工作状态的转换。本设计需要循环的状态一共是三个，分别是12，采用，触发器。JKOA74LS73DJK1A八口U_OV-74LS73DU11A:40061U-IQ1SEEIE-LJ-IQ1CLEIK-icna华北科技学院课程设计华北科技

8、学院课程设计 #KJTQQ0000KJTQ1110使个触发器的状态循环变为3状态循环，使用QQ10作系统状态。CLKCLK由选择器1判5断3。用触发器构成触发器:2*Qi则有：0o勺12*QQ101华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 状态Q1Q0Q1Q0持续时间状态转换图：功能表如下:FUICTtONTAB1-EINPUTSOUTPUTSCUFtCLKKa石XXXLHHl(_LHIHLHLH1l_HVHHHHTOGGLEHHXXdo、时钟、状态控制判断系统电路的选择设计判断系统由数据选择器构成，电路原理图如下:U1=G4A4071BD5V4

9、009BCL5V了4附53N2CO2Y2Cl2CS2CSICO1Y=1C11C2ICS数据选择器输出的逻辑式为：由图可知：十位分别接和状态CLKB74192C74192(2)S110011S21011XS3111X1输入输出状态Q1Q0ABEaC12aC13a输入输出状态Q1Q0ABEbXCI1bC13b功能表如下:TRUTHTABLESELECTINPUTSINPUTS(aorb)OUTPUTSo创EIt*2hzXXHXXXXLLLLLXXXLLL1HXXXHHLLXLXXLHLLXHXXHLHLXXLXLLHLXXHXHHHLXXXLLHHLXXXHHT=HIGHVoltageLevelL

10、LOWVoltageLevelx=DoralGare8线8译码器)实现，电路图5状.态翻译电路的选择设计状态翻译电路由(如下：1Jrij.-.-E-C口丄34-m若丁ErhJ!kJ疋11-1I1*1一-lnddsag74-LSi38N接紧急开关输出CBAYFoY1Y3Y4Y5Y6Y7功1能3表8如下：FunctionTablesDM74LS13BInputsOutputsEnableSelectG1G2(Note1)CBAVOY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7XHXXXHHHHHHHHLXXXXHHHHHHHHHLLLLLHHHHHHHHLLLHHLHHHHHHHLLHLHHLHHHHHHLLHHH

11、HHLHHHHHLHLLHHHHLHHHHLHLHHHHHHLHHHLHHLHHHHHHLHHLHHHHHHHHHHL6.输出调整电路的选择设计由于输出的是Y而不是Y，另外需要实现正的逻辑，所以增加来调整线路。电路图如下：当紧急开关接地电平时，计数器正常工作，译码器工作输出为、1,交通灯正常工作；当紧急开关接高电平时，计数器停止工作，输出不为0、中的任意一个，所以黄、绿交通灯均不能工作，而红交通灯直接接了紧急开关，所以红交通灯全部亮起。华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # 信.号灯系统电路设计信号灯系统的电路图如下：华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #华北科技学院课程设计华

12、北科技学院课程设计 五、系统的调试与仿真软件进行仿真。1调试软件：采用2仿真电路的联成仿真电路如下：3、电路的调试调试秒脉冲，将秒脉冲输出接示波器，观察输出波形，当两个电阻阻值为时，波形最稳定。调试运行时，仿真软件时间太长，难以看出结果，可以点击菜单栏中，在弹出对话框中的区进行更改，将中的时间调整到之间比较合适。计数器测试时，首先是将个位数的、引出到中，但运行时在个为显示器到刚到达4计数器便立即清零只能显示13猜,想原因可能是由于元件的延时造成的，所以改为将个位数的、引出到，再运行结果稍稍有所改善可以短暂显示。紧急开关最初的设计没有连接计数器的清零端，计数器的清零端是接地的，但在紧急开关开启时

13、，计数器仍然在计数所以改为将紧急开关连接计数器的清零端，正常工作时，清零端输入低电平，当紧急开关开启时，清零端输入高电平，计数器工作在清零状态。元件调整：双击原件即可调整原件参数。如果在运行状态,这个操作会导致总电源的关闭。接线问题：当且仅当元件、结点不移动的情况下，连线不移动，新接连线会自动调整，可用鼠标移动到线上拖动，若线上出现小方框，说明线太密，不能移动。连线不能倾斜，全部横向或竖向。当第三点需要连接在线上是，可以从端点拖动到线上。不允许出现悬空线，也不允许从导线开始延伸到端点。器件、结点圈选以后可以整体移动。圈内的器件、结点相对位置不会移动，导线两端均在圈内则不移动，导线两端在圈外亦不

14、移动。导线一端在圈内，一端在圈外则会自动调整。仿真截图如下：1状态，东西方向绿灯亮南北方向红灯亮，时间为15秒；华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #2状态，东南西北四个方向黄灯亮，时间为5秒；华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 # #3状态，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，时间为0秒；华北科技学院课程设计华北科技学院课程设计 3814状态，紧急状态，东南西北四个方向红灯全亮，计数器清零不显示。六、心得体会经过两周的努力终于完成了关于交通灯控制电路的电子课程设计，通过不断的查资料让我积累了许多实际操作经验，已初步掌握了数电的应用技术。巩固了数电课程知识，加深对基本器件、时序电路、逻辑电路的理解。我深刻体会到数字电子技术对当今现代社会的重要作用。经过这次设计，我学会了严密的思考，构想及怎样把计划付诸于实际行动中。同时与社会的不断高速发展的步伐相比，我认识到自己所学的知识和技能还远远不足，有些实际问题还不能解决，很多更好的设想也无法实现，缺少很多有实际运用价值的知识储备，缺乏应有的动手解决实际问题的能力，缺乏高效利用及筛选大量资料的能力，有待在今后的学习实践中进一步提高。经过这