数字逻辑电路课程设计交通灯控制器Word格式.docx
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●3.1控制电路工作原理
●3.2控制电路设计原理
○4倒计时电路设计
●4.1具有同步置数功能的十进制减法计数器
●4.2主干道与支干道倒计时电路设计
○5倒计时电路设计
●5.1动态显示工作原理
●5.2动态显示及译码电路设计
○6总体电路设计
●6.1总体电路
●6.2电路工作说明
○7电路仿真调试
●7.1控制电路仿真调试
●7.2倒计时电路仿真调试
●7.3译码显示电路仿真调试
●7.4总体电路仿真调试,下载验证
○8改进意见及收获体会
○参考文献
●1设计任务及要求
设计一个用于十字路口的交通灯控制器。
能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。
具有倒计时功能。
用两组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。
黄灯每秒闪亮一次。
●2总体控制方案
设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为G1、Y1、R1；
支干道绿灯、黄灯、红灯分别为G2、Y2、R2，并且均用0表示灭，1表示亮，则交通灯有如下四种输出状态：
状态
G1Y1R1
G2Y2R2
S0
00
100
001
S1
01
010
S2
10
S3
11
通过以上观察可发现：
当主干道或者支干道的倒计时计数值为01时，控制器将从当前状态转入下一个状态。
因此，计数值01可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步置数信号，将下一状态的计数初值置入计数器。
●3控制电路设计
3.1控制电路工作原理：
4状态循环实现：
主干道和支干道信号灯的实现：
采用4位二进制计数器74161实现控制器的四个状态循环。
当倒计时计数值为01时T1=1，作为7161的计数使能信号。
3．2控制电路设计原理：
QBQA
●4倒计时电路设计
4.1：
具有同步置数功能的十进制减法计数器：
由具有同步置数功能的十进制减法计数器实现。
LDN=1时：
通过卡诺图分别求解驱动方程D3D2D1D0
LDN=0时：
D3D2D1D0=DCBA
现态
次态
CP
LDN
Q3Q2Q1Q0
（D3D2D1D0）
↑
1
1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
0000
XXXX
DCBA
=>
2.再将两片及联实现2为二进制减法计数器：
4.2主干道与支干道倒计时电路设计
当主干道或支干道减法计数器为01时，产生同步置数信号，将下一状态计数初值置入。
主干道预置数
支干道预置数
D7D6D5D4
D3D2D1D0
S0
1110
●5.倒计时电路设计
5.1动态显示工作原理:
EDA实验板上一共有8个数码管，如果按照传统的数码管驱动方式，则需要8个七段译码器和64个I/O口进行驱动，这样就会浪费大量的资源。
所以最常见的数码管驱动电路为动态扫描显示。
数码扫描显示原理：
利用人眼的视觉暂留效应，把多个数码管按一定顺序进行点亮（显示）。
当点亮的频率（即扫描频率）不大时，人眼看到的是数码管一个个的依次点亮，然而扫描频率足够大时，看到的不再是一个一个的点亮，而是全部同时点亮。
共阴极数码管：
将每个数码管的公共端（阴极）分别接三-八译码器的输出，三-八译码器的输入为位选信号；
将多个数码管的相同段接在一起，作为段码输入端。
5.2动态显示及译码电路设计:
七段译码：
--bcd-7seg
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
ENTITYbcd_7segIS
PORT（
in_data:
INSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;
out_data:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（7DOWNTO0）
）;
ENDbcd_7seg;
ARCHITECTURErtlofbcd_7segIS
BEGIN
PROCESS（in_data）
CASEin_dataIS
WHEN"
0000"
out_data<
="
00111111"
;
0001"
out_data<
00000110"
0010"
01011011"
0011"
01001111"
0100"
01100110"
0101"
01101101"
0110"
01111100"
0111"
00000111"
1000"
01111111"
1001"
01100111"
WHENOTHERS=>
00000000"
ENDCASE;
ENDPROCESS;
ENDrtl;
●6.总体电路设计:
6.1总体电路:
6.2电路工作说明:
●7电路仿真调试:
7.1控制电路仿真调试：
7.2倒计时电路仿真调试：
7.3译码显示电路仿真调试：
7.4总体电路仿真调试，下载验证：
●改进意见及收获体会:
●参考文献:
《数字电子技术》（第二版）东南大学出版社出版
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