数电课程设计-简易交通灯控制逻辑电路

简易交通灯掌握规律电路设计一、设计任务与要求要求实现规律功能，在1-3状态循环。115s；25s；3l0s；4、假设发生紧急大事，可以手动掌握四个方向红灯全亮。二、方案设计与论证1、分解任务要求任务要求实际上就是4个状态，不妨设：15s；S25s；S3l0s；主电路状态与指示灯状态转换

1】主电路状态S1RS1GS2YS3RS3GS111S21S311S411灯数R＝2G＝2Y＝4R＝2G＝2注:R，G，B＝红，绿，黄灯。依据【表1】可知，设计电路只需要5组输出端掌握指示灯，指示灯都是以244312个灯。2、输出指示灯状态设计〔显示电路〕1】显示电路设计▲3、主电路设计S1→S2→S3↑ ↓实现①、②可以用触发器，也可以用锁存器或使能电路。S1＝15S，S2＝5S，S3＝10S方案一①、S1-S32SR00，01，10S4S4在解除紧急时，恢复“0S14JK16方案二①、S1-S327473T触发器。2】17473T触发器▲JKSR触发器和T触发器的功能，J=K=TT触发器。②、S41】可知：S1RS1S4S1GS1S4(不能消灭红绿同时亮的状况)S2YS2S4(不能消灭红黄同时亮的状况)S3RS3S4S3GS3S4(不能消灭红绿同时亮的状况)7419210进制计数器〔8421码〕2个方案比照方案工程实现方法方案工程实现方法优点缺点一①S1-S32简洁电平触发，与配②S4触发器〔S4〕后指定回到S1③T4JK简单二①S1-S32T触发器下降脉冲触号匹配②S4或门、非门后回到状态，不固定③T简洁处理，可数器显示数值综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。三、单元电路设计与参数计算3】总体模块设计▲TCU＝UP〔TerminalCountUp(Carry)Lin。数据状态通过推断74153。推断条件成立后执行清零。2、时序Sx7473TFF2S1→S2→S3↑ ↓7473CLK4Sx－LED，S1、S2、S3LED5S1R,S1G,S2Y,S3R,S3G5LED四、总电路工作原理及元器件清单总原理图4】电路完整工作过程描述〔总体工作原理〕5】数据线安排▲3】数据线连接序号名称触发方式条件输出源输入①A(Emergency)1紧急状态信号“紧急”74138[3]C电平开关G9[1]G10[1]②B/741921574192[G0]74153[B]③C/74192(2)1174192(2)[3]QA74153[4]1C2[11]2C1[13]2C3④TCU(TerminalCountUp(Carry)Line)↑输出一个脉冲74192[12]CO’TCU’74192(2)[5]UPCPU⑤ECLR/741531B、C/74192Q0、Q1/747374153[G4]74192[G1]清零使能的规律函数74192(2)[G2]⑥Q0/74730,1状态触发条件7473[12]1Q74138[1]A74153[14]A⑦Q1/74730,1状态触发条件7473[9]2Q74138[2]B74153[1]1G’BQQ2 0

74192〔个位〕

4】74192[7]74192[7]74192[6]74192[2]74192[3]7419274192[B]Q3Q2Q1Q0数码管B000000001100102001130100401015101106011171000810019CQ000

74192(2)工作状态〔十位〕

5】74192[7]74192[6]74192[2]74192[3]7419274192[B]Q3Q2Q1Q数码管C00000000111注：不填＝0

7473〔T〕

6】K J

T Q

Q*

0K J

0 0 T Q

1Q

0 0 1 1*Q Q1 1 1 0 1 0 12T43Q1

Q0作系统状态。CLK CLK741537473747374737473[9]2Q[12]1Q[8]2Q’[13]1Q’状态QQ1 0Q Q1 0持续时间S1001115SS201105SS3110010S6】状态转换图▲PINA⑥Q0

74153〔数据选择器〕

7】

74192IaI0

aI1

bI0

b02 IaI2

aI3

bI1

bC3

74192EaQ 74731 EbQ1

7473⑤ECLR/74153747374153[14]输入74153[2]74153[1]74192(2)输出74153[G4][9]2Q[12]1Q状态Q Q1 0ABEa③C⑤ECLRS100010CI2a1S201110CI3a1输入输出747374153[14]74153[2]74153[15]74192(2)74153[G4][9]2Q[12]1Q状态Q Q1 0ABEb③C⑤ECLRS3 11 1×CI1b0 1747374737419274192(2)S110011S21011XS3111X1状态CLK状态CLK⑦Q1⑥Q0②B③C⑤ECLR/74153CLK1Y2Y S0选择输入S0选择输入CommonSelectInputE选通输入Enable(ActiveLow)InputI0,I1数据输入MultiplexerInputsZ输出MultiplexerOutput7】74153TurthTable▲8】74153LogicSymbol▲PINA⑥Q0

74138〔3-8〕

8】BQ1

737374153PIN74153NameS1074153PIN74153NameS1000Y0113100Y411101Y511S4110Y611111Y711[3][2][1]输出LEDLEDLEDLEDLEDCBAYS1RS1GS2YS3RS2001Y11S3011Y11S1RS1S4Y0

③C/74192(2)0S2YS2S4Y1S3RS3S4Y3

③C/74192(2)S3GS3S4Y3G6～G1来调整线路。后一页附图。9】74138TurthTable▲74138ConnectionDiagrams▲输出调整电路〔G6～G10〕▲

10】11】9】元件清单元件序号型号主要参数数量备注7419274LS192十进制、LOAD低电平有效174192(2)74LS192十进制、LOAD低电平有效17415374LS153241使能端Ea、Eb低电平有效1747374LS73J＝K＝T，2T17413874LS1383-81G074LS00+74LS0421G1、G274LS0021G3、G6、G7、G874LS0421G4、G9、G1074LS02+74LS0421G574LS8621五、仿真调试与分析1、仿真技巧EWB5.12导致总电源的关闭。代替黄灯。③、接线问题：可用鼠标移动到线上拖动，假设线上消灭小方框，说明线太密，不能移动。连线不能倾斜，全部横向或竖向。EWB线，也不允许从导线开头延长到端点。AB，可以先利用第三个端点EB，再移动EAE。④、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一端在圈外则会自动调整。2、仿真记录：1⑤”的指示灯状态与LED红绿灯运行状态匹配。10】74737473747374737419274192(2)74153PIN 数码管数码管LEDLEDLEDLEDLED[9][12][G0][3][G4]Name⑦Q1⑥Q0②B③C⑤十位个位S1RS3RS3G个位十位ECLRS000000——00000S0→S1000101011000S1＝15s000-10-100-10-511000S1→S200→10→111151→01→00→100S2＝5s0100001-500100S2→S30→110→10105001→00→10→1S3＝10s1100001-900011S3→S11→01→000→11100→10→101→01→0S4110000-1X100101＝HighLevel0＝LowLevelX＝Don’tCare—＝None0-5=0To5 S0：没有翻开电源的状S0：没有翻开电源的状态。S1：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s。S0，S1，S2，S3中任一状态下翻开电源会进入S1状14，消灭“15”的瞬间进入下一〔S2〕S2：东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。04，消灭“05”的瞬间进入下一〔S3〕S3：南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。数码管最大显示为09，出现“10”的瞬间进入下一〔S1〕S4：假设发生紧急大事方向红灯全亮。此状态，有且仅有全部1，红绿灯不受主电路状态影响。附表：文中图、表名目页码表序号图序号名称31主电路状态与指示灯状态转换41显示电路设计5217473T触发器52方案比照63总体模块设计84总原理图95数据线安排103数据线连接11474192〔个位〕11574192(2)工作状态〔十位〕1267473〔T〕126状态转换图13774153〔数据选择器〕14774153TurthTable14874153LogicSymbol15874138〔3-8〕16974138TurthTable161074138ConnectionDiagrams1611输出调整电路〔G6～G10〕179元件清单1910仿真中的关键规律电平记录2012仿真截图7473j-k触发器(带去除端)J-K触发器DualJKFF(Clr)JKFF功能输出功能输出QnQn1QnQn1去除010101维持 0 11 0维持 0 11 0异步置1异步置0Toggle切换01010111010100011001输入CLRCPJK0XXX11XX1↓001↓101↓011↓11JKQnJKQnQn100011001010110101110Q*JKQJKQJKQJKQJQKQ7473T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。7473替代的T触发器功能功能输入输出CLRCPTQnQn1QnQn1去除0XX010101维持11XT触发器Toggle切换1↓0010110101↓101101001TQnQTQnQn100110110

Q*TQTQ“://shop62176012.taobao/“2100】--电信/移动/联通/魔兽/QQ/200卡/200充值 诚信！快速！高效！您的最优化选择！ 74138 3-8线译码器/多路转换器163-8线译码器3-to-8DEC3-To-8-LineDemultiplexerDecoder/Demultiplexer使能端S0＝1，使能；S0＝0，制止。S2＝S3＝0使能，S2+S3＝1制止。输出Y0—Y7为低电平有效。第2329页“://shop62176012.taobao/“2100】--电信/移动/联通/魔兽/QQ/200卡/200充值 诚信！快速！高效！您的最优化选择！ 第2429页“://shop62176012.taobao/“2100】--电信/移动/联通/魔兽/QQ/200卡/200充值 诚信！快速！高效！您的最优化选择！ 7415341/多路选择器Dual4-to-1DataSel/MUXDual4-inputMultiplexerS0选择输入S0选择输入CommonSelectInputE选通输入Enable(ActiveLow)InputI0,I1数据输入MultiplexerInputsZ输出MultiplexerOutput74153第2529页“://shop62176012.taobao/“2100】--电信/移动/联通/魔兽/QQ/200卡/200充值 诚信！快速！高效！您的最优化选择！ 第2629页“://shop62176012.taobao/“2100】--电信/移动/联通/魔兽/QQ/200卡/200充值 诚信！快速！高效！您的最优化选择！ 74192同步可逆计数器(bcd,二进制)PRESETTABLEBCD/DECADEUP/DOWNCOUNTERPRESETTABLE4-BITBINARYUP/DOWNCOUNTERS