太原理工大学
课程设计任务书
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名：日期：
专业班级 学号 姓名 成绩
一、 简述
为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，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。
交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。
图3.1 交通灯控制器系统框图
系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 二、设计目的
通过本次课题设计，应该掌握以下内容 （1）学习数字逻辑电路设计的一般方法。 （2）要求学会用理论知识解决实际问题。 （3）灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。 （4）掌握Multisim 仿真软件的应用。 （5）掌握常用元器件的识别与测量。
（6）了解实际电路调试和解决问题的基本方法。 三、总体方案设计
用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器
……………………………………装………………………………………订…………………………………………
根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。
交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。
S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，主干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S1状态：主干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S3状态：支干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。
交
灯
状
态
转
移图
交通信号灯控制器序表
四、电路设计
电路设计分成三部分
1、用一个模四计数器通过一个3-8译码器，引出四个控制信号，分别控制信号灯的亮灭的四个状态。
2、用两片74ls192做计数模块，接成减法计数，当两片同时为0时置数，此置数信号为模四计数器提供时钟。个位片置5，十位片置0或2或4，由3-8译码器的输出端控制。
3、检测信号经过一个异或门，控制2-4译码器的工作端。该信号再跟检测信号分别经过与门，直接控制信号灯。
电路原理图
各部分电路设计：
（1）信号灯实现模块：
（2）秒计数器模块
（3）状态转移控制模块
（4）信号检测模块
（5）电路仿真图
元器件清单：
五、仿真结果及分析
（一）、仿真过程
（1）在Multisim中按照设计好的电路图连线；（2）分模块进行仿真，观察状态是否正确；（3）整合所有模块进行整体仿真，观察状态；（4）切换开关的高低电平，查看状态是否正确；（5）完成仿真。
（二）、仿真结果
1主路绿灯，支路红灯，主路放行45秒倒计时。
2、主路黄灯，支路红灯，黄灯五秒倒计时。
3，主路红灯，支路绿灯，支路放行25秒倒计时。4主路红灯，支路黄灯，五秒倒计时。
（三）、仿真中遇到的问题
（1）不清楚个别引脚功能问题；
（2）相互之间的控制问题；
（3）用开关控制状态的问题；
（4）连线过程中的布局问题。
（5）192的借位输出问题。
六、验证结果及分析
1、实验室实验操作步骤
（1）交元件清单，领取元器件。
（2）测试元器件功能是否正确。
（3）按仿真原理图进行连线。
（4）测试测试电路的功能是否正确，若不正确，检查错误；若功能状态正确，记录实验状态。
2、操作中的问题
（1）连接线及芯片的测试问题。
（2）由于连线过多，连线时需仔细而耐心。
（3）实际测试功能状态的问题等
七、实验总结
本次试验，我们只是做好了仿真，实验验证并没有出来，验证74ls192的功能就花费了好久，为了找到一个没有坏的芯片，我们也是花费了好久，所以到下午才开始连接电路，但最后都没有成功，我觉得我们的问题主要出在没有将74ls192的功能完全了解，所以花费了好久，到最后都没有时间检查接下来的电路，所以到最后我们都没有把电路搭出来，第二天考试可能也有一些影响，但最主要还是没有把心态放好，精心去连电路。但这次实验还是有很大收获的。不仅通过实验巩固自己所学，更锻炼自己的动手能力和团队合作能力。让我更加深入的了解数字电路逻辑设计这门课，更加熟练的运用Multisim这个软件。
八、参考文献
【1】《电子技术试验、实训及课程设计》清华大学出版社范立楠、张明、刘洋、吴琼编着
【2】《数字电路设计、仿真、测试》华中科技大学出版社佘新平
【3】《数字电路实验与EDA技术》东南大学出版社郭永点
【4】《数字电子技术试验与实践》电子工业出版社吴慎山
【5】《数字电路硬件设计实践》高等教育出版社贾秀美、张文爱、武培雄