完成

— 设计要求（1）在十字路口的两个方向上各设一组红灯、绿灯、黄灯，显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯，另一个方向是红灯、黄灯、绿灯。

（2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别为20s 、5s 、25s 。

（3）当各条路中任意一条上出现特殊情况，例如有消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。

当特殊运行状 态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。

二 设计原理及框图1 原理说明① 用妙脉冲通过74LS161产生周期为5秒的脉冲② 将74LS161的输出脉冲作为74LS194的脉冲,通过74LS194的移位功能把两个移位寄存器组成扭环形十进制计数器,然后通过Ｑ3、Ｑ4组成不同的门电路为LED 灯提供不同的电平，使其按要求亮灭。

③ 使计数器74LS190工作在递减状态和74LS47共同使七段数码管显示；通过南北方向的黄灯亮为南北方向的数码管置数，通过东西方向的黄灯亮为东西方向的数码管置数。

④ 用开关及门电路和相应器件的保持功能来完成特殊功能。

2 原理框图：红 黄 绿 〇 〇 〇绿 黄 红 〇 〇 〇数码管数码管系统控制电路秒 脉 冲开 关分 频4 原理电路图如下:原理电路图三器件说明部分器件功能说明: 74LS161图形及功能表74LS161图形74LS161功能表74LS190图形及功能表74LS190图形74LS190功能表74LS47图形及功能表74LS47功能表四设计过程及单元电路设计1．5s脉冲的产生用计数器74LS161构成五进制递增计数器：①：状态分析0110 → 0111 → 1000↖↓1010 ←1001②：脉冲图解74161五分频仿真过程成中用100赫兹脉冲5秒脉冲图③仿真电路图2。

红黄绿灯的控制用两个74LS194移位寄存器实现对灯的控制，电路图如下：①．功能表（令左边74LS194的Ｑa ～Ｑd 依次为Ｑ0～Ｑ3,右边74LS19的Ｑa 为Ｑ4左边为南北方向红绿黄灯,右边为东西方向红绿黄灯）由图可知,刚开始时东西方向绿灯为高电平,南北方向红灯为高电平,则东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,当经过4个脉冲后(20秒),东西方向的绿灯灭、黄灯亮且闪烁,经过1个脉冲后(5秒) ,黄灯灭且南北方向红灯灭、绿灯亮;又经过4个脉冲后,南北方向绿灯变为低电平、绿灯灭,黄灯变为高电平、黄灯亮,又经过1个脉冲后黄灯变为低电平、黄灯灭,而红灯变为高电平、红灯亮,同时东西方向红灯变为低电平、红灯灭,绿灯变为高电平、绿灯亮.随着脉冲的输入如上所述循环. ②,各方向个灯的状态方程:EWG=43Q Q NSG=3Q 4QEWY=3Q 4Q NSY=3Q 4Q EWR=4QNSR=4Q注:由于黄灯是闪烁的,所以在个方向黄灯的状态方程中再与脉冲相“与”即可,既: NSY’=NSY∩脉冲 EWY’=EWY∩脉冲 实际电路图如上所示3．显示设计与控制：① 连接方法：用4个74LS190计数器使其工作在递减状态（即U ／D 引脚接高电平），南北、东西方向各2个。

74LS190分别与4个74LS47（驱动共阳极数码管）相连，最后74LS47分别与4个七段数码管连接（东西、南北各2个），各引脚的具体连接方法如下图所示显示电路图② 置数与显示设计：令东西、南北方向左边的数码管均是高位，右边均是低位。

左边置“2”即ABCD=0010， 右边置“5”即ABCD=0101。

刚开始时数码管显示为“25”，此时南北方向红灯亮（相对应的东西方向绿灯亮），随着秒脉冲的输入显示数字开始递减，20秒之后（即数码管显示为“5”），东西方向绿灯灭、黄灯亮并闪烁，在黄灯输出端（3Q 4Q ）通过一个非门与东西方向（左边2个74LS190）74LS190的置数端LOAD 相连（由于LOAD 是下降沿有效，所以黄灯灭后，东西方向数码管就已经置数并显示“25”，此时南北方向数码管灭）。

置数后， 东西方向的红灯亮（相对应的南北方向绿灯亮），20秒后南北方向黄灯亮并闪烁，在黄灯输出端（3Q 4Q ）通过一个非门与南北方向（右边2个74LS190）74LS190的置数端LOAD 相连。

置数后南北方向的红灯亮，对应的数码管显示“25”，此时东西方向绿灯亮且数码管灭。

就这样不断的循环，电路图如上所示。

注：图中供给74LS190计数器的脉冲由秒脉冲分别与EWR=4Q 、NSR=4Q 相”与”提供的。

这是由于当红灯亮后（与门的一个输入为高电平），提供给74LS190的脉冲仅由秒脉冲控制。

当25秒后红灯灭电平由高变低，相“与”后输出为低电平，计数停止，满足设计要求。

4，特殊情况的设计：⑴当有特殊情况时，通过开关的状态及反相器来实现灯的要求，具体原理如下： ①正常情况时，开关打在接地端，即为低电平，则控制红灯状态的“或”门其中一个输入为低电平，而各方向上的黄绿灯由于一个输入端经过非门为高。

此时灯的运行与前面一致。

②特殊情况时，开关打在电源端，即为高电平，经过非门后为低，则控制红灯状态的“或”门其中一个输入为高，所以红灯亮。

由于各方向的黄绿灯其中一个输入为低电平，相与后输出为低电平，所以都灭。

⑵特殊情况时通过门电路来实现数字的保持与闪烁：①正常情况时，开关接地端，2个移位寄存器的S0S1=10盒计数器74LS161的ENT 引脚为高，分别工作在一位盒计数状态；与脉冲相“与非”的一个输入为低，“与非”后为高且作为下一个门电路的输入。

两方向红灯的“或门”的一个输入为低，则东西、南北方向的低位计数器74LS190的TEN 引脚为低，处于递减计数状态；正常时左边2个74LS47的引脚BI ／RBO 在于其相对应的红灯亮时为高，数码管亮且正常运行，右边2个引脚BI ／RBO 由于于其相对应的红灯灭电平为低，数码管灭。

②特殊情况时，开关接电源端，2个移位寄存器的S0S1=00和74LS161的引脚ENT 为低，均处于保持状态，输出保持不变；与脉冲相“与非”的一个输入为高，输出仅取决于CP 脉冲，又特殊情况时两方向的红灯均亮（即4Q 与4Q 均为高）则东西、南北方向的74LS47的BI ／RBO 引脚的状态随秒脉冲的变化而变化，时高时低，因此数码管也随秒脉冲周期性的亮和灭，此时东西、南北方向低位计数器74LS190的CTEN 引脚为高电平，处于保持状态，数码光数字保持不变。

原理电路图如下特殊情况及整体电路图五仿真调试过程1 当特殊情况结束后，数码管显示的数字不与正常时的交通灯同步。

原因：由于74LS161没有处在保持状态（即ENPENT=11）随着脉冲的输入输出发生变化，又输出作为移位寄存器74LS194的输入脉冲，所以移位寄存器74LS194的输出也发生变化，结果使数码管与交通灯不同步。

处理方法：当特殊情况时，使计数器74LS161处于保持状态（即ENPENT=10），具体连接如原理电路图所示。

2 当数码管显示数字为“00”时，在没有脉冲输入的情况下，结果数码管显示为“99”。

原因：低位的进位位RCO于高位的脉冲输入CLK相连。

处理方法：将低位的进位位RCO接在高位的脉冲输入CLK端六、设计体会及收获姚言超刚看到所选题目交通灯时,心里觉得挺简单,但当真正去思考怎么去实现它时,才发现这并不象自己所想的那样.许多知识是学过了,但我并没有去设计过任何器件,怎样去选择,怎样去应用,怎样去配置,确实摆在面前的一道难题.后来通过查阅资料和对课本的温习,交通灯模块才慢慢出现在脑海里.接着用画图软件画电路图和连接线路,连接过程中,有许多器件工作过程中和所想的不太一样,有许多东西必须的通过自己的实践去发现它们的功能,慢慢的改,慢慢的优化.我很感谢这次课设,它让我学到许多东西.首先是课程实践,它锻炼了我们的动手能力.只有脑和手同时运用,他才能真正的学会知识,真正的理解它.不注重实践永远只能成为一个”理论家”.通过实践我们可以学到许多课本学不到的.课本上不可能包括所有知识,有许多需要我们去探索,这也是学习的快乐所在.当我们越来越注重理论时,我们决不能抛弃实践.其次,通过这次课设,在不知不觉中学会了自己去思考问题.上课时,我们不需要做什么,只是做些笔记就够了.课后就是做一些题,许多东西我们不需要去思考,只是去理解.而这次课设恰恰弥补了其中的不足.我们需要自己去思考怎么实现我们想要得东西.取得到我们想要得果实.当出现问题时我们还要去思考怎么去解决它,怎么让它更好.最后,我发现我也学会了有耐心的去处理问题.我不得不说我是一个没有耐心的人.作一些事情当我发现没法实现是我会很不耐烦,有时就放弃.当作这次课设我不得不学会耐心,有许多问题只有你耐心的去处理,才会发现问题的所在.而这也是我的不足.总之,这次课设让我学到许多东西,尽管很累,但也很甜.再说一句,感谢这次课设.贺伟超，增强了自信心，相信在以后的学习过程中我会做得更好。

感谢学校、老师给我们这次机会。

这是我（我们）第一次参加课设，刚开始觉得非常兴奋、有趣，也很好奇。

想马上投入工作中，想着能和搭档一起努力奋斗、解决难题，心里充满了期待。

课程设计开始了，首先我们要做的是搜集有关资料，然后就是电脑仿真，最后连接实物。

我们平时学的理论知识终于用到实际里了。

图书馆是我们第二个家了，上网查阅资料已经成为了我们的习惯，讨论问题已经成为了我们的乐趣。

从刚开始设计5秒脉冲到实现灯得亮灭……到最后的完整电路，我俩一路走过来了，我们取得了成功。

在设计过程中，我们查阅了个个器件的引脚功能，然后想出设计的原理框图，通过对各部分单元电路的模拟仿真，最终实现整个电路的仿真成功。

在电脑仿真过程中遇到了很多的困难，总是事与愿违，有时只是一个小小的错误，比如错将高电平接为低电平，结果使我们整个电路无法正常工作，最后在我俩共同的努力下，所有问题得到了解决。

当我俩领到实物板时，当时很激动，觉得很有挑战性，我们参考着电路图开始了接线任务，但新的问题又降临在我俩面前，由于线太多，稍不注意就会出错，连了好多遍最后才连接成功。

在这次课程设计过程中一直有一种精神伴随着我们，团结奋斗、坚持不懈，正是这种精神我们才取得了成功。

从开始到结束，大大小小的问题降临在我们面前，最终在老师的指导和我们的努力下得以解决，从中我深刻的体会到在求学的过程中必须坚持严谨求实的态度，必须发扬合作的精神。

同时在课设过程中我学到了许多新的器件的功能，在以后的学习中会大有所用，学会了在茫茫书海中查找自己需要的知识。

从中我锻炼了自己的动手能力。