西电电院数电大作业.docx

1、西电电院数电大作业数电大作业学院： 电子工程学院 选题一：交通灯一、 设计要求为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示暂时的停车，等待信号；绿灯亮表示可以通行。 1.设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：设南北方向的红、黄、绿灯分别为r，y，g；东西方向的红、黄、绿灯分别为R，Y，G，满足图1 的工作流程并且可以并行工作：g（R）r（G），黄灯用于提示绿灯变为红灯或者绿灯变为红灯。2.满足两个方向的工作时序：其中令东西方向为主干道方向，绿灯亮30秒，红灯亮20秒，黄灯5秒；南北方向为支线，绿灯20秒，红

2、灯30秒，黄灯5秒。3.十字路口要有数字显示装置（数码管），作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。二、方案1、总体设计方案 分析系统的逻辑功能需求后，交通灯控制系统将主要由以下几个部分构成：定时脉冲发生器、状态机、控制器、译码器、延时器、彩灯。定时脉冲发生器发出以1S为单位的定时脉冲，状态机控制交通灯红、绿、黄状态的变化，而控制器将控制数码管的倒计时，并将对状态机进行反馈。延时器、译码器与交通彩灯将由状态机的输出信号进行相应的信号灯变化。总体设计框图如下：状态转移置数2、定时脉冲发生器设计 为实现倒计时功能，可由555芯片设计一个1S为周期，50%占空比的脉冲电路，以控制控制器的时钟。3、状

3、态机设计 将图一的四个状态分别以00、01、11、10表示，则可用双D触发器构成一个简单的状态机状态主干道支线Q1Q2rygRYG00202001551130301055 列出状态机的真值表如下：No:Q1nQ2nQ1n+1Q2n+110001201113111041000经过化简得：Q2n+1=Q1n, Q1n+1=Q2n，由一片7474可以实现。4、控制器设计控制器主要实现倒计时功能，但普通计数器只有正向计数功能，固在计数输出端加上非门就能实现倒数计数。输入信号输出信号输出信号反相计时值状态（编码）Q1 Q2高位计数器D7-D4低位计数器D3-D0高位计数器低位计数器0020秒倒计时111

4、0011000011001191110111100010000101111011000001001911111111000000000015秒倒计时1111101100000100411111100000000113111111110000000001130秒倒计时1101011000101001291101011100101000281110111100010000101111011000001001911111111000000000105秒倒计时111110110000010041111110000000011311101111000100000经过分析上表，其中每个状态的初始值都可由状

5、态机的输出状态进行置数。状态高位片置数低位片置数Q1Q2D7D6D5D4D3D2D1D00011100110011111101111110101101011111011再由上表化简，得D7=D6=D1=1 、D0=D3=D2=Q1Q2、D4=Q1+Q2 、 D5=Q1与非Q2 。5、延时、译码、及信号灯设计 信号灯同样可由状态机的输出信号控制，其中用“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，易得下表：状态主干道支线Q1Q2rygRYG00100001010100101100110010010010由上表，r=G、y=Y、g=R，其中r、g可由139译码器控制，而y、Y，则可由译码器的两个输出脚经过或门得

6、到。但是，为了实现在29、04、19秒变灯还必须在状态机与译码器之间加上一个延时器，当变灯信号到达后，延时一秒，再经由译码器控制信号灯变化，而这同样也可以由一个双D触发器实现。三、设计实现1、定时脉冲发生器硬件设计2、状态机设计 状态机的触发时钟由两片控制器的进位RCO1与RCO2经过一个或门得到，即高低位片同时到达“0”时，触发状态机进入下一状态。 双D触发器实现状态机3、控制器设计由计算结果，可得控制器硬件电路，其中高低位片的置数都由状态机控制，当计数片倒数到达“0”后产生RCO，拉低LD电位，使置数。高低计数片的输出端连接48后控制数码管。另外，为了消除电路刚启动时的乱码，可在计数片的输

7、出端上接一个四线与非门，当电路启动，并且低位片显示出“F”时，同样也实现置数功能。4、延时器及信号灯设计上图中延时器的CLK是状态机的CLK去非，即先将Q1、Q2储存在延时器中，当状态机发生状态转移的下一秒，再将Q1、Q2输出至译码器。 5、总电路图(仿真结果)选题二：智能数字钟一、设计要求1、显示时、分、秒。2、24小时制。3、具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。4、为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。二、方案1、4060构成脉冲发生及分频电路2、74LS47构成译码驱动电路3、74390构成十进制计数器4、74390构成六进制计数器5、74390构成六十进制计数器6、74390构成二十四进制计数器7、校时电路校时电路（分校时时，不会进位到小时）8、总设计电路图（仿真结果）