第17章 数字电路部分课外练习题——集成运算放大器篇答案.doc

电子技术课程设计 ——交通灯控制电路 学院： 专业，班级： 姓名： 学号： 指导教师 交通灯控制电路设计 一·设计任务和要求 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（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。 设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下： 1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG；东西方向的红、黄 绿灯分别为EWR，EWY，EWG。 2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方向黄、绿灯亮的时间之和。一个周期为60秒，其中，绿灯亮25秒，黄灯亮5秒，红灯亮30秒。其中NSG（EWR）→NSR（EWG），黄灯用于闪烁提示绿灯变为红灯。交通灯顺序工作流程图如图1所示： 图1 3.十字路口要有数字显示装置，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一数值，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29，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. ?4.可以通过开关将交通灯手动调整为夜间状态，夜间状态为只有黄灯闪耀。黄灯一直闪耀，提醒过往行人注意. 二·总体框图： 图2 根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图，设计方案可以从以下几部分进行考虑。 1.1Hz标准脉冲和分频部分 因十字路口每个方向绿、黄、红灯亮时间比例分别为5：1：6，所以，如果选5秒为一单位时间，则计数器每计数5秒输出一个脉冲。这一部分模块可用74LS160连为5进制计数器即可实现。 2.交通灯灯显部分 由灯亮时间比例可知，计数器每工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。这里选用中规模74LS164 八位移位寄存器组成扭环形12进制计数器。列出状态转换表，根据状态表可列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式。即由74LS164来控制各路口灯的亮灭。设计要求电路可以通过开关将交通灯手动调整为夜间状态，夜间状态为只有黄灯闪耀。可通过一单刀双掷开关和与门来实现。当开关打到高电平时为正常工作状态，达到低电平时为夜间状态。 3. 数字显示控制部分 数字显示控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿或红灯亮时，使减法计数器开始工作，每来一个秒脉冲，使计数器减1，直到计数器为“0”停止。由于灯显部分的频率是数显部分频率的1/5，所以要用一个单稳态连接数显和灯显部分。译码显示可由计数器输出驱动BCD码七段译码器，计数器采用可预制加、减计数器，且让其工作在减法计数状态。 三·选择器件 一·整个实验用到的器件如下表所示； 表1 二·器件介绍 （1）74LS08 74LS08为二输入端与门。由其逻辑功能表可得，其逻辑功能为“见0得0，全1得1”，即只要两个输入端口中有一个为0，则输出Z就为0，当 输入全为1时，才有输出Z为1。 74LS08的逻辑表达式为：Y=A·B （2）74LS32 74LS32是2输入或门，其逻辑符号和管脚图如下图所示。或门的逻辑表达式为Y=A+B，其逻辑功能表见下表。由其逻辑功能表可得，当两个输入只要有一个为1时，输出就是1，只有两个输入都为0时，输出才是0，即“见1得1，全0得0”。 74LS32逻辑功能表 输入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 （3）74LS04 74LS04是反相器。反相器的功能表如下表所示，当输入为高电平时输出等于低电平，而