数字逻辑电路课程设计_路灯控制器.docx
《数字逻辑》课程设计实验报告书
安徽工业大学计算机学院
题目姓名专业班级学号
指导教师
路灯控制器
··林
网络工程
114
119074417
申元霞
分数
2012年4月日
O1设计任务及要求
O2总体控制方案
O3控制电路设计
●3.1控制电路工作原理
●3.2控制电路设计原理
O4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
〇5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
O6总体电路设计
●6.1总体电路
●6.2电路工作说明
O7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
O8改进意见及收获体会
〇参考文献
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
时钟
时钟
显示扫描
、译码
红绿灯
交通灯控制器的功能框图
倒计时
计数器
控制器
数码管
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
001
S2
10
001
100
S3
11
001
010
主干道倒计时显示：
60→……→01→05→…·..
→06→05→……→01
支干道倒计时显示：
65→→06→0
S0S1S2S3
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：
S0S1
S3S2
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：
状态
QBQA
G1Y1R1
G2Y2R2
S0
00
100
001
S1
01
010
001
S2
10
001
100
S3
11
001
010
G?=O·Q?=m=
Y=O·Q?=m=r
R=Q·Q?+Q·Q?=m?·m=.y
G?=Q·Q=m?=Y?
Y?=O?·Q?=m,=
R?=Q·Q?+Q·Q?=m·m=Y
M4W?
M4W?
Gi
74161
74139
Y10N
Y11N
N*ND2
Y12N
R1
Y13N
Y20N
Y21N
G2
G2NY22N
Y23N
2:4DECODER
NN
R2
W
l
W
i
COUNTER
Y2
WF
LRN
Ra
W9
Y1
CP
LK
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：D3D2D1DO=DCBA
貌：的
貌：
的
现态
次态
CP
LDN
Q3Q2Q1Q0
Q3Q2Q1Q0
(D3D2D1D0)
1
1001
1000
1000
0111
0111
0110
0110
0101
0101
0100
0100
0011
0011
0010
0010
0001
0001
0000
0000
1001
0
XXXX
DCBA
象
肃
源
0
想
D
C
日
A
ian
en
cp
cm
MFOT
MFOT
wS
MP0T
VW
NPOT
q3qo
FT
MPOT
Mp0r
INFOT
3M02qin
3M02
qūn
q1
qOn
q1
2
4M02
qo
g2
con
8102
q3
g3