交通灯优秀课程设计.doc
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1、数字逻辑课程设计汇报姓 名: 学 号: 选课号: 一、设计题目交通灯控制器二、设计要求1东西方向为主干道,南北方向为副干道;2主干道通行40秒后,若副干道无车,仍主干道通行,不然转换;4换向时要有4秒黄灯期;5南北通行时间为20秒,到时间则转换,若未到时,不过南北方向已经无车,也要转换。6附加:用数码管显示计时。三、设计过程1交通控制灯总体设计方案整个交通控制灯电路能够用主控电路控制交通灯电路亮灯次序,用计数器控制亮灯时间并给译码器输入信号方便数码管显示时间,用函数发生器产生频率为1Hz矩形波信号以供计数器计数。框图以下:显示器 主干道 信号灯计数器 主控电路 信号灯 副干道单位脉冲 信号灯
2、十字路口车辆运行情况只有4种可能(在副干道有车时):(1)设开始时主干道通行,支干道不通行,这种情况下主绿灯和支红灯亮,连续时间为40s。(2)40s后,主干道停车,支干道仍不通行,这种情况下主黄灯和支红灯亮,连续时间为4s。(3)4s后,主干道不通行,支干道通行,这种情况下主红灯和支绿灯亮,连续时间为20s。(4)20s后,主干道仍不通行,支干道停车,这种情况下主红灯和支黄灯亮,连续时间为4s。4s后又回到第一个情况,如此循环反复。所以,要求主控制电路也有4种状态,设这4种状态依次为:S0、S1、S2、S3。即:主干道绿灯亮,副干道红灯亮计数器由0到40递增计数(S0)40S后副干道无车主干
3、道黄灯亮,支干道红灯亮计数器由0到5递增计数(S1)40S后副干道有车未过20s但副干道已无车20S后副干道有车主干道红灯亮,支干道黄灯亮计数器由0到4递增计数(S3)主干道红灯亮,支干道绿灯亮计数器由0到20递增计数(S2) 状态转换图以下:副干道无车20s未到,但已无车S0S1S2S340s后4s后20s后4s后状态转换图 这四个状态能够用用一个4进制异步清零计数器(74LS160)进行控制并作为主控部分,控制亮灯次序。再用两片计数器(74LS160)控制亮灯时间,分别计数40、20、4。2主控电路主控电路是由一块74LS160接成4进制计数器,即当QC为1时用异步清零法立即将计数器清为零
4、,同时,另外两片74LS160计数器产生清零信号和主控电路计数器计数CLK连接,即当计数器一次计数完成后(一个状态亮灯时间过后),计数器清零,同时主控电路CLK接收一个脉冲,跳至下一状态。如此循环变可实现四个状态轮番转换。3计数器计数器作用:一是依据主干道和副干道车辆运行时间和黄灯切换时间要求,进行40s、20s、4s 3种方法计数;二是向主控制器发出状态转换信号,主控制器依据状态转换信号进行状态转换。计数器除需要单位脉冲作时钟信号外,还应受主控制器状态控制。计数器工作情况为:计数器在主控制器进入状态S0时开始40s计数;若在S0状态40s过后,副干道没有车,则使主控制器一直清零,保持在S0状
5、态(单刀双掷开关处于高电平),继续保持主干道路灯亮,副干道红灯亮。40s后假如副干道有车,则恢复主控制器正常状态(单刀双掷开关处于低电平),计数器产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态S1,计数器开始4s计数,4s后又产生归零脉冲,并向主控制器发出状态转换信号,使计数器归零,主控制器进入状态S2,计数器开始20s计数;假如副干道一直有车则20s后也产生归零脉冲,使主控制器进入S3状态,假如在20s内没有车,则给主控制器传送一个脉冲信号(即按下按键开关,此时单刀双掷开关处于低电平),使主控制器直接跳到S3状态,同时计数器清零,计数器又开始4s计数;4s后一样产
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