交通灯控制器文档格式.docx

1、当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工作循环。例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为19，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为4，当减法计数到“0”时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数码管的显示为29。3. 总体方案的选择控制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）主绿，支红主干道通行，支干道禁止通行S1（01）主黄，支红主干道缓行，支干道禁止通行S3（11）主红，支绿主干道禁

2、止通行，支干道通行S2（10）主红，支黄主干道禁止通行，支干道缓行4. 单元电路的设计1、 脉冲产生电路：用555产生，电阻，电容 如图1：图1：脉冲产生电路2、状态控制电路： 用74LS161实现，由于74LS161的输出端按00011011一直循环下去，所以可以利用QB、QA作为状态输出端。如图2： 图2：状态控制电路3、状态对灯的控制电路：B、A为74LS139的输入3、2、1、0为输出；R、Y、G、r、y、g分别表示主干道的红、黄、绿灯和次干道的红、黄、绿灯，由此有BA321RYGryg所以R=B,r=B,y=3,g=2,Y=1,G=03、倒计时电路： 用 74LS161，74LS48

3、 ，数码管，电阻。如图5：当每一状态发生变化时，置入的数据将跟着变。数码管显示秒数： 主干道 支干道S0：绿灯 29-0 红灯（30秒）S1：黄灯 04-0 红灯（5秒）S2：红灯 19-0 绿灯（20秒）S3：红灯 04-0 黄灯（5秒） a） 计时器状态产生模块：设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。限于实验室器材本人采用两个74LS161完成计时器状态产生模块设计。设计思路：要以十进制输出，而又有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。显然，计数器能够完成计时功能，我们可以用74LS161设计，并把它的时钟cp接秒脉

4、冲。74LS161计数器是采用加法计数，要想倒计时，则在74LS161输出的信号必须经过非门处理后才能接入数码管的驱动74LS48，而在显示是最好以人们习惯的数字0-9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效状态时，本人以0000，0001，0010-1111这些状态中靠后的状态为有效状态。有效状态10111100110111101111取非 01000011001000010000即 4-3-2-1-0 实现模5的倒计时。在将74LS161改装成其他模值时既可以采用同步清零法，也可采用异步置数法，但0000不可能为有效状态，所以采用异步置数法完成不同模值转化的实现。首先对控制个位输出的74L

5、S161设计按要求对系统的状态不同，即红绿灯的状态不同，个位的进制也就要求不同。本人利用系统的状态量A,B控制74LS161的置数端D0D1D2D3。当系统处在Gr或Rg状态时，个位的进制是十（模10），即逢十进一，当系统处在Yr或Ry状态时，个位的进制是五（模5），即逢五进一，模10时，有效状态为0110，0111，1000，-1111，置D3D2D1D0为0110，模5时有效状态为1011，1100，1101，1110，1111，置D3D2D1D为1011，由此有，D3D2D1D0所以，D3=A D2=A D1=1 D0=A当状态为1111时，74LS161的状态必须跳到进入下一个循环，此

6、时进位输出为1，我们可以把它的CO非接入置数端LD。再对控制十位输出的74LS161设计。同设计控制个位输出的74LS161基本类似，本人用系统状态量A,B控制十位74LS161的置数端D3D2D1D0。当系统处于Gr状态时置D3D2D1D0为1101，当系统处于Yr或Ry时置D3D2D1D0为1111，当系统处于Rg时置D3D2D1D0为1110，有故，D3=D2=1 D1=B+A D0=B+A同理我们将CO2非接入置数端LD*对一些级联的处理当计数超过10秒时，个位需向十位进位，此时十位计数，其它时间其保持不变，本人通过控制十位的ETt2,ETp2端实现这一功能，把个位的CO1接入ETt2

7、,ETp2接1，当个位需进位，即完成一次循环，CO1为1，则ETt2=ETp2=1,十位开始计数，其他时刻CO1=0,则ETt2=0,ETp2=1，十位保持。设计时把CO1,CO2的与非接入主控电路的双上升沿D触发器的cp，当完成一次计时，个位和十位同时完成循环，此时CO1=CO2=0,（其它时刻为1）cp出现一下降沿，触发器计时，即系统跳到下一个状态，红绿灯转换，计时器开始下一次计时。b） 数字显示模块：我们用数码管将计时器产生的信号以数字形式显示出来，其中包括接数码管的驱动7448。为了使显示十位数的数码管为零时不显示，必须将十位数码管驱动的LT接1，BI/RBI悬空，RBO接地，另一个驱

8、动则上面的三个管脚只需都接1。 图3：倒计时电路5. 画总体电路图6. 电路组装完成后，实际测量各个单元电路的输入、输出波形。7. 电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法1）这次试验中遇到了很多问题，但是在老师的指导和自己的努力下最终还是解决了。实验中遇到的第一个问题就是脉冲电路，那是连接的第一个电路，原理图没有问题，但是就是没有结果。把图和电路检查了好多遍但是没有发现问题。老师教会的第一个就是，电路的问题只拿眼睛观察使远远不够的，要用万用表进行测量，检查问题。在老师的帮助下，用万用表测量了每节电路的导通与否，最终找到了电路连接的问题。2）对数码管的检查，数码管不显示时，不只要检查每段电路

9、的联通与否，还应用万用表测量下74LS48每个管脚的输入电压和输出管脚的电压是否对应。从而检测问题在于线路连接还是面包板的插槽，甚至器件的好坏。3）在调试中海遇到了个问题，当把电压接到面包板上时电源电压直接被拉成零，这是短路的现象，然后把电路板的每一部分单独测量看是否短路，终于发现时第三块板子出现了短路现象，一根一根线的挑，检测短路在那块。最终发现板子的部分插槽内部自身已短路。8. 分析和总结。这次课程设计是继电工电子线路试验后对数字电路的实际操作。器件上就不很陌生，都有接触过，但是这次课程设计还是受益匪浅。学到的不只是实验本事的知识，得到了好多好多老师都很和蔼，很耐心。以前总觉得大学的老师知

10、识渊博，架子会很大或都会让人敬而远之，但是事实否认了这一切。要想知识渊博有成就，那肯是有耐心肯踏踏实实的学习钻研的人。所以老师的耐心和和蔼体现了他们真的是不愧为人师表，我们要向他们学习的很多。设计电路是第一步，开始的设计用74LS161控制各种状态时，每个灯的状态也用161的状态控制导致用了很多门电路，才一小部分就用去了很大块板子，最后通过修改用139进行控制电路就简单多了，对电路板的规划也就从这时候开始了，电路的优化还是很重要的。但是前提是对各器件的功能要很了解，而且要会应用于实际。基础真的很重要。在开始遇到电路问题总是用眼睛看检查电路的连接时否正确，但是这样大部分问题是不能解决的，老师教我

11、们用万用表怎样去检查电路。这或许就是理论与实践吧，相差太远。用仪器一点一点的测量，检查问题。这需要的时耐心，和仔细认真。和做人一样，要做的认真细致。遇到事情不能只看表面的理论是否正确，要有不怕苦的精神和钻研的精神，深入其中。我还记得王涛老师给我说的一句话，或许他已不记得，但是我却深深的记下，“你要相信，只要有问题，耐心的一步一步的检查总会检查出来的”或许老师只是说着鼓励我的，但是这句话的精神实在是一语道不破。真的很感谢老师，我想您这句话真的会影响的我以后的生活。老师在开始就告诉我们电路要连一部分测一部分，不然全连完了出现错误再检查就会很难。这真的很正确。一部分一部分的分析，这是一种很井然很有用

12、的逻辑。这也是很简单却常常被人忽略的的道理。在实验室的最后一个下午，由于期末考试和复习都很紧张，好多人没有检查出来电路的问题，在这个时候他们想放弃了。但是我看到老师给他们的鼓励，老师没有让他们就这样放弃。我还记得这样两句话：“你看这个男同学也没做出来，但是人家还在面带笑容的连着”，“我刚都在她跟前表扬你了，你可要好好的连啊”虽然简单的几句话，但是意义就不止那么简单。或许一个老师的魅力就在于此吧，在于他的人格魅力。教书育人，以前的初高中真的只看到了教书，育人就太少了。在这里我看到了育人，而且教书也一点不次。我想我们的学习就应该是这样吧。或许应该写和实验中的问题相关的总结吧，但是我好像写偏了。但是

13、真的觉得这次实验的内容或许在以后会忘记会用不上，但是学到的这些东西会一生受益吧。或许影响很小但是事情都是这样的，积少成多从而量变达到质变。虽小却不可缺少。真的很谢谢老师，感谢您让我学到了这些。9. 参考文献1数字系统设计-数字电路课程设计指南 高书莉 编著 北京邮电出版社2数字电路逻辑设计-脉冲数字电路 第三版 王 银 主编 高等教育出版社3数字电路实验指导书张亚婷 杨乐 郭华 王利 周丽娟 编 西安邮电学院电子与信息系统工程系实际所用器材：计数器74LS161三片七段译码器74LS48两片二输入与非门74LS00一片4非门74LS04三片5 脉冲产生芯片5556七段LED数码管两个7发光二极管六个8100欧姆、4.7K欧姆、150K欧姆电阻共六个94.7微法、0.01微法电容 C各一个