数字逻辑电路专题实验报告.doc

数字逻辑专题实验报告 交通灯 实验目的： 1．学会综合运用组合逻辑、时序逻辑设计数字系统电路的方法 2．学会使用EDA软件（Quartus）设计调试电路的方法 3．掌握FPGA（可编程逻辑器件）技术的层次化电路设计 交通灯设计实验: 功能描述： 1． 东西方向为主干道，南北方向为副干道； 2． 主干道通行时间为60秒，到时后，若副干道无车（用高或低电平控制），则主干道继续通行，否则转换； 3． 副干道通行时间为30秒，到时间则转换，若未到时，但是南北方向已经无 车（用高或低电平控制），也要转换。 4．换向时要有4秒的黄灯期（倒计时的最后4秒）； 5．用数码管显示计时。 电路设计说明框图  电路设计说明： 寄存器的作用是寄存当前工作状态（0为东西道路通行，1为南北道路通行），为之后的电路提供当前工作状态的信息。 倒数计数器60是在东西道路通行时工作的，计数完成后，会给寄存器跳转信号，跳转到南北道通行的状态。 倒数计数器30是在南北道路通行时工作，技术完成或者检测到南北道路没有车时，跳转到东西道路通行。 显示数字处理是处理两个倒数计数器的输出信号，使得最终输出数字为一个数字。 判断最后4秒是为了黄灯的使用。 最终的灯的处理时将之前的信号处理成为最终输出的交通灯的信号。 主电路：   其中分为几大模块 ：倒数计时器（60） ：倒数计时器（30） 输出数字处理 判断最后4秒 最终灯处理 下面给出模块的详细电路图 倒数计数器（60）： 本模块利用了两个74LS169可逆计数器并联的方法实现了一个模60的减一计数器，有两个输入，一个时钟信号，另一个为机械开关模拟的SN支路干道压力传感器信号。输入为0——59的数字信号，并用七段译码管进行数字显示。  倒数计时器（30）： 本模块利用了两个74LS169可逆计数器并联的方法实现了一个模30的减一计数器，有两个输入，一个时钟信号，另一个为机械开关模拟的SN支路干道压力传感器信号。输入为0——29的数字信号，并用七段译码管进行数字显示。 输出数字处理 将两个输出数字的信号转为一个输出数字的信号（选择哪个根据寄存器的状态） cki1i2在下边  输出数字处理 –cki1i2 判断最后4秒模块: 本模块接受来自计数显示输出的信号，通过对其中60（或30）减一计数器的检测，检测到4时，模块启动，本身是一个模4 减一计数器，当减到0时，输出控制转换信号。  最终灯处理模块： 通过寄存器状态，和是否为最后四秒，来输出最终交通灯的显示信号。 通过改变这个模块，可以使得叫欧诺高等的一些规则改变，比如只在红灯之后显示黄灯，或者不显示黄灯，等等。 五．测试结果及分析： 1．模60计数器模块仿真模拟时序图 2．模30 减一计数器模块仿真模拟时序图 3．红绿灯显示模块仿真模拟时序图 4．系统总体模块仿真时序图 试验仿真结果分析： 通过仿真结果我们可以看出，给予系统一定频率的时钟信号，各个功能子模块基本实现了各自的功能，例如模60和30 减一计数器的计数功能，红绿灯的显示模块功能。 而且下载后，通过七段译码端显示器和发光二极管显示都是正常的，当利用机械开关，给予南北支路干道一个高电平信号时，东西、南北会交替允许通行，没有这个高电平，则只允许主干道（东西）通行。 总结 通过这次实验，我感到将理论和实际联系起来的过程还是比较难的，不停地调试，不停地检验，是我加深了对数字逻辑这么课的理解。