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数字电路课程设计 ——简易交通灯控制器的设计 交通灯控制器的设计 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。 总体方案 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： 主干道倒计时显示： 60?…… ?01 ?05 ?… …?01 ?50?… …?06 ? 05?……? 01 支干道倒计时显示： 65 ?…… ?06 ?05 ?…… ?01 ?45?… …?01? 05 ?……?01 一、控制电路设计 二、倒计时电路设计 由具有同步置数功能的十进制减法计数器实现。 将2片级联实现2位十进制减法计数器。 当主干道或者支干道减法计数器值为01时，产生同步置数信号，将下一状态计数初值置入。 （一）具有同步置数功能的十进制减法计数器 LDN=1时： 通过卡诺图分别求解驱动方程D3D2D1D0 LDN=0时： D3D2D1D0=DCBA （二）将2片级联实现2位十进制减法计数器。 （二）将2片级联实现2位十进制减法计数器。 （三）当主干道或者支干道减法计数器值为01时，产生同步置数信号，将下一状态计数初值置入。 四、动态显示、译码 EDA实验板上一共有8个数码管，如果按照传统的数码管驱动方式，则需要8个七段译码器和64个I/O口进行驱动，这样就会浪费大量的资源。所以最常见的数码管驱动电路为动态扫描显示。 数码扫描显示原理：利用人眼的视觉暂留效应，把多个数码管按一定顺序进行点亮（显示）。当点亮的频率（即扫描频率）不大时，人眼看到的是数码管一个个的依次点亮，然而扫描频率足够大时，看到的不再是一个一个的点亮，而是全部同时点亮。 共阴极数码管：将每个数码管的公共端（阴极）分别接三-八译码器的输出，三-八译码器的输入为位选信号；将多个数码管的相同段接在一起，作为段码输入端。 七段译码 报告要求 封面 目录：四号 宋体 正文：小四 宋体 1.5倍行距 参考文献 ：五号 宋体 目录 1 设计任务及要求 2 总体设计方案 3 控制电路设计 3.1 控制电路工作原理 3.2控制电路设计过程 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设计 4.2主干道和支干道倒计时电路设计 5 译码显示电路设计 5.1动态显示工作原理 5.2动态显示及译码电路设计 6 总体电路设计 6.1总体电路 6.2电路工作说明 7 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 8 改进意见及收获体会 参考文献 * * 控制器 倒计时 计数器 显示扫描 、译码 数码管 红绿灯 交通灯控制器的功能框图 时钟 11 10 01 00 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 G2Y2R2 0 0 1 S3 0 0 1 S2 0 1 0 S1 1 0 0 S0 G1Y1R1 状态 S0 S1 S2 S3 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。 S0 S1 S2 S3 T1=1 T1=1 T1=1 T1=1 T1=0 T1=0 T1=0 T1=0 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。 主干道T1 支干道T1 161的EN 4状态循环的实现 主干道和支干道信号灯的实现 11 10 01 00 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 G2Y2R2 0 0 1 S3 0 0 1 S2 0 1 0 S1 1 0 0 S0 G1Y1R1 状态 0101 0101 0101 0101 D3D2D1D0 0110 0000 0100 0000 D7D6D5D4 支干道预置数 D3D2D1D0 D7D6D5D4 状态 11 10 01 00 0000 0101 0000 0101 0110 S3 0000 S2 0101 S1 0000 S0 主干道预置数 0 1 LDN DCBA XXXX 1001 0000 0000 0001 0001 0010 0010 0011 0011 0100 0100 0101 0101 0110