交通灯设计.docx
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交通灯设计
课程设计说明书
题目数字电子课程设计
课程名称交通灯控制电路的设计
院（系、部、中心）中北学院
专业电子信息工程
班级180932
学生姓名夏良飞
学号18093238
数字电子技术课程设计
一、设计题目
交通灯控制电路的设计
二、设计要求
1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间主道绿灯35秒，次道绿灯25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、JIN输入端为一，主支路口都亮红灯十秒。
三、设计器件
2片74190（BCD同步加或减计数器）
3片74157（同相输出四2选1数据选择器）
1片74193（可预置四位二进制双时钟可逆计数器）
一个D触发器
一个二输入与门
四、设计思路
主道绿，支道红，主道车道通行，支道车道禁止通行
主道黄，支道红，主道车道缓行，支道车道禁止通行
主道红，支道绿，主道车道禁止通行，支道车道通行
主道红，支道黄，主道车道禁止通行，支道车道缓行
简图如下：
状态
1
2
3
4
主
绿
黄
红
红
时间间隔
35
05
25
05
支
红
红
绿
黄
<五>具体电路设计
由此思路，我们要设计一个控制电路，能输出这四个状态，并且能循环进行。
当进入这个状态时，还要让计数器开始计数，也就是说控制电路也要能控制计数器。
这时应该考虑，用什么集成芯片作为计数器。
我们一般的计数器都是递加的计数器，而74LS190则既可以做加法计数器又可以做减法计数器，则我们尝试用74LS190作为计数器。
根据在网上查到的相关资料74LS190各个端口的作用介绍如下
由介绍可知LD、CT为低电平有效
/D端当为高电平时为减法计数器，当为低电平时是加法计数器。
1.倒计时计数器
当某方向绿灯亮时，置显示器显示某值，然后每秒减1，直至减到数为“５”和“０”，十字路口绿、黄、红灯变换，一次循环结束，而进入下一步某方向的循环。
倒计时显示采用七段数码管作为显示，它由计数器驱动并显示计数器的输出值。
计数器选用两片集成电路74190进行设计。
74190是十进制同步可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。
74190没有专用的清零输入端，但可以借助输出数据间接实现清零功能。
选用两个74190芯片级连成可以从35到00计数的计数器，两片74190的DNUP端口均接高电平，以实现减计数的功能。
其中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲发生器（频率为1）。
个位的RCON端口作为十位的脉冲输入端，个位每循环一个周期，就会给此十位74190芯片一个脉冲数字减1，这样就可以完成减数计数了。
然后信号灯进行转换，控制各个路口的交通灯。
计数器的设计连接图如下：
（计数器可以完成从35到00的绿灯的计数，需要控制计数器完成其他灯的计数）
2.计数控制器
74157的连接方法：
（其中，竖着得两片74157的SEL端并联起来与74193的QA相连，另外一个74157的SEL端与75193的QB相连）
74193的连接方法：
（其中74193的UP与控制十位的74190的RCON端相连，并与触发器的D输入端连接，LDN与与门的INST24端相连）
D触发器和与门的连接：
（其中与门的输出端与74190的LDN端连接，触发器的另一输入端与74190的CLK输入端连接，控制74190的输入以控制计数的转换。
）
<六>仿真过程
最后波形：
（一个周期波形图）
（35s---05s放大图）
整个过程波形图如下：
qq（十位）组打开：
q（个位）组打开：
74193的两个输出端打开
74157的四个输出端打开
<七>结果分析
由波形仿真结果分析得，当整个系统在第一状态时主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时给两个计数器置数，绿灯35S，红灯35S。
当主干道计数结束时，给主干道的控制器一个脉冲，使它进入第二状态，即黄灯亮，并给计数器置数，当黄灯计数结束时，支干道的红灯也计数结束。
则主干道进入第三状态，即红灯亮。
而支干道即绿灯亮。
支干道计数结束后，进入第四状态，即黄灯亮。
当黄灯计数结束后，主、支干道同时又进入第一状态，即主干道绿灯亮，支干道红灯亮，便进入了下一循环。
此结果与预期设计结果完全吻合，即达到了要求。
<八>总结
此次数字电路课程设计是我在大学期间的第一次课程设计，开始有些紧张,不过大学生特有的冲劲感让我坚持了下来，由于没有范例，所以课设在开始的很长一段时间都处于设计阶段，不像其他的课题很快就有验收的，功夫不负有心人，经过长时间的设计、连接、调试、修改，终于做好了。
虽然关于这些器件的知识很简单，但能真正的将它应用起来却很难。
学习数电，我们不仅学习各个器件的用途，更要学习的是逻辑思维方式。
根据设计的功能要求，循序渐进，最终找到答案。
严谨的工作态度是完成本次课程设计所必要的。
而借鉴各种参考文献也是解决个别专业问题的方法。
最后，我想说的是，通过本次课程设计让我对各个器件也有了更深刻的了解，而且对于课程设计所使用的软件，我们也应该在课程设计前多做了解，因为熟练地掌握各种课程设计中所要使用的软件，能够显著提高我们课程设计的工作效率，达到事半功倍的效果。
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