十字路口的交通灯控制电路设计的数电论文.docx
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十字路口的交通灯控制电路设计的数电论文
河南理工大学
数
电
课
程
设
计
题目：
十字路口交通灯系统设计
学院：
计算机科学与技术
专业班级：
通信工程
学号：
姓名：
合作人：
时间：
年8月31日
目录
一．前言……………………………………………………….…3
二．设计任务书…………………………………………………..3
三．交通灯设计原理……………………………………….......4
1.74LS161的逻辑功能………………………………………....4
2．74LS191的逻辑功能…………………………………….…..5
3、真值表卡诺图……………………………………...…….….8
4.各子电路单元设计....................................................................9
5.总电路图……………………………………………………...13
四、元器件清单..............................................................................14
五、体会总结....................................................................................15
六、参考文献....................................................................................15
一前言
在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。
交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
二设计任务书
设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下
（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行。
（2）每次通过时间为8秒。
（3）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮然后才能变换运行车道。
（4）黄灯亮时，要求持续亮2秒。
（5）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；
三交通灯设计原理
通过同步二进制计数器74lS161D和组合逻辑电路来控制十字路口各个红黄绿灯的亮与灭，在交通灯亮灭的同时，再通过加减法计数器74LS191D和组合电路来控制主次道红黄绿灯的计数显示，比如计数器通过组合逻辑电路使红灯亮，同时通过组合电路使主道开始计数。
逻辑电路图如下图所示：
各模块功能及原理
74LS161的逻辑功能
74LS161的外引线图
功能表：
时序图：
74LS191的逻辑功能
时序表：
74LS16174LS191在实现十字路口交通灯中的真值表
D1B1C1A1D2B2C2A2D3B3C3A3
0000010000010
1000110000010
2001010000110
3001110000110
4010010000110
5010110000110
6011010000110
7011110000110
8100000101000
9100100101000
10101001101000
11101101101000
12110001101000
13110101101000
14111001101000
15111101101000
74LS16174LS191在实现十字路口交通灯中的卡诺图
南北方向：
D1C1
B1A1
00
01
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10
00
1
1
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0
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1
1
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0
11
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1
0
0
10
1
1
0
0
D1C1
B1A1
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00
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0
1
0
01
0
0
1
0
11
0
0
1
1
10
0
0
1
1
D2=D1非￣C2=D1C1+D1B1
D1C1
B1A1
00
01
11
10
00
0
0
1
1
01
0
0
1
1
11
0
0
1
1
10
0
0
1
1
D1C1
B1A1
00
01
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10
00
0
0
0
0
01
0
0
0
0
02
0
0
0
0
03
0
0
0
0
B1=D1A2=0
南北灯：
F红=D1非
F黄=（D1非+C1+B1）非
F绿=D1C1+D1B1
东西方向：
D1C1
B1A1
00
01
11
10
00
0
0
1
1
01
0
0
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D1C1
B1A1
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0
01
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0
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1
0
0
10
1
1
0
0
D3=D1C3=D1非（C1+B1）
D1C1
B1A1
00
01
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1
1
0
0
01
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1
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0
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0
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1
1
0
0
D1C1
B1A1
00
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10
00
0
0
0
0
01
0
0
0
0
11
0
0
0
0
10
0
0
0
0
B3=D1非A3=0
东西灯：
F红=D1
F黄=（D1+C1+B1）非
F绿=D1非（C1+B1）
各子电路单元设计
1.函数信号发生器在仿真电路中的实现
2.函数信号发生器在仿真电路中的参数设置
数字变换过快过慢都不符合实际经过检测发现频率设置为50Hz左右时，数字显示器变化频率正合适
3.74LS161计数器在仿真电路中的实现
4.74LS191计数器在仿真电路中的实现
5.红黄绿指示灯在仿真电路中的实现
6.数字显示器在仿真电路中的实现
7.电路模块功能的实现
十字路口南北方向电路的实现
东西南北方向电路的实现
以子电路替换使线路简单化
总电路图：
四．元器件清单
集成电路74LS1611片74LS1912片
74LS04D1片74LS02D1片
74LS32D7片74LS08D2片
函数信号发生器1个
数字显示器4个
红黄绿指示灯各4个
五．心得体会
通过本次实践，让我受益匪浅，虽然查了很多资料，花了很多时间，但觉得还是值得的，即使完成的慢了些，中途还有想放弃的念头，但还是坚持在找错误，觉得耐心和遇到问题不放弃的坚持也很重要，如果没有坚持不会有现在对数电及仿真软件的深刻认识。
通过这次课程设计，不仅加深了我对数字逻辑电路的理解，而且加强了我独立思考和合作交流及动手能力。
通过对设计中的每个模块的设计巩固了对理论知识的掌握，而且感觉实践和理论并非同一回事，深深的认识的多动手的重要性。
在这次实践中，加强了对各种元器件的认识，认识到多跟同学交流的重要性，这样不仅可以是自己设计出更好更简洁的电路，而且能使自己少走弯路，分享彼此在实践中中的遇到的问题，还可以使自己学到更多，对问题理解的更加透彻。
比如刚开始时自己设计的电路用的元器件较多许多都找不多，看多同学的设计后，突然感觉方便多了，画电路图时网络节点的应用不仅可以少连很多线，关键是让自己的电路的逻辑一目了然。
六．参考文献
1．《数字电子技术基础》中国电力出版社
2.《电子技术基础-模拟部分》高等教育出版社
3.《实用电子电路》机械工业出版社
4.XX文库
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