数字电子电路课程工作方案设计书数字交通灯的工作方案设计书.docVIP

PAGE PAGE 9 数字交通灯控制电路的设计 摘要 此电路由定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块74LS192芯片级联成61进制倒计时器，计时器输出的数据通过两块74LS48译码器最终由两块七段数码管显示出来。计时部分由倒计时器与逻辑门构成定时器，在每隔55秒或5秒输出一个脉冲，触发状态控制器工作。状态控制器控制着信号灯的转换。 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc2494418671 引言 PAGEREF _Toc249441867 \h 1 HYPERLINK \l _Toc2494418682 总体方案论证与设计 PAGEREF _Toc249441868 \h 2 HYPERLINK \l _Toc2494418693 具体逻辑电路设计 PAGEREF _Toc249441869 \h 3 HYPERLINK \l _Toc2494418703.1 秒脉冲 PAGEREF _Toc249441870 \h 3 HYPERLINK \l _Toc2494418713.2倒计时器 PAGEREF _Toc249441871 \h 4 HYPERLINK \l _Toc2494418723.3时间显示器 PAGEREF _Toc249441872 \h 5 HYPERLINK \l _Toc2494418733.4定时器、状态控制器 PAGEREF _Toc249441873 \h 6 HYPERLINK \l _Toc2494418743.5信号灯显示 PAGEREF _Toc249441874 \h 7 HYPERLINK \l _Toc2494418753.6总电路设计 PAGEREF _Toc249441875 \h 8 HYPERLINK \l _Toc2494418764 结论 PAGEREF _Toc249441876 \h 9 HYPERLINK \l _Toc2494418775 参考文献 PAGEREF _Toc249441877 \h 10 1 引言 交通灯是我们最常见的系统，随着科技的日益创新，交通灯的设计也多式多样，不同的地点不同的路况需要不同的交通灯，但其设计原理都是大同小异的。我们这次的设计是用硬件实现交通灯的全部功能。 这里用简单的电路来介绍交通灯的工作原理。介绍了数字电子技术中非常重要的几个芯片：定时器NE555、4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、七段显示译码器74LS48、带小数点（DP）的七段数码管、数据分配器74LS138。 随着社会的发展，电子技术也日新月异，因而掌握这门技术至关重要。 2总体方案论证与设计 1、方案 方案1： 由定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块74LS192芯片级联成61进制倒计时器，计时器输出的数据通过两块74LS48译码器和两块七段数码管显示出来。由倒计时器与逻辑门构成定时器，在每隔55秒或5秒输出一个脉冲，触发状态控制器工作。状态控制器控制着信号灯的转换。 方案2： 方案2与方案1很大一部分都相同，就定时器那一块有差异。定时器由两块74LS162（4位十进制同步计数器）进行计数而不用倒计时器计数。 综合考虑，方案1比方案2所用的器件要少，比较经济。而且方案1容易连接。易于生成。所以选择方案1比较好。 信号转换 状态1（00）：东西方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行。 状态2（01）：东西方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行； 状态3（10）：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行； 状态4（11）：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车的黄灯亮，车道，人行道缓行； 3 具体逻辑电路设计 3.1 秒脉冲 系统所需要的秒脉冲由定时器NE555所构成的多谐振荡器提供，多谐振荡器如图1—1（a）所示，图中NE555外引线排列如图1—1（b）所示。其中1脚是电路地GND；8脚是正电源端Ucc，工作电压范围为5~18V；2脚是低触发端TR；3脚是输出端OUT；4脚是主复位端R；5脚是控制电压端Uc；6脚是高触发端TH；7脚放电端DISC。R1、R2和C为定时电阻和电容，C1为电压控制端稳定电容。在信号的输出端产生矩形脉冲，其振荡频率为 f=1.44/( R1+2R2)C 。 图1-1(b)图1-1(a) 图1-1(b) 图1-1(a) 3.2倒计时器 倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、一个非门和一或门构成。其组成如图2—1（a）所示，其中 74LS192是上升沿触发，CPU为加计数时钟输入端；CPD