数字逻辑设计及应用
课程设计
交通灯控制
时序逻辑电路课程设计题目
一、设计要求电路用途：用于十字路口交通灯自动控制功能描述：以4个红色指示灯、4个绿色指示灯和4个黄色指示灯模拟路口的东、南、西、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使它们按下列规律亮和灭。
1）初始状态为4个方向的红灯全亮，时间1S;
2）东、西方向绿灯亮，南、北方向红灯亮。东、西方向通车，时间8S；
3）东、西方向黄灯闪烁，南、北方向红灯亮，时间2S；4）东、西方向红灯亮，南、北方向绿灯亮，南、北方向通车，时间8S；
5）东、西方向红灯亮，南、北方向黄灯闪烁，时间2S；6）返回2），继续运行;
设计要求：画出设计流程图；完成逻辑电路图；对电路功能进行说明;
指出可改进之处。
核心提示：系统的时钟2Hz已经由其它电路产生；黄灯闪烁可通过连续亮
0.5s和灭0.5s实现；需对2Hz时钟进行分频获得1s，2s和8s 信号；状态机有六个输出变量，分别控制东西、南北方向的红、绿、黄灯的亮灭。
二、设计设计流程：画状态表7选择要使用的模块7构建特殊时钟7连接电路图7功能说明7可改进之处。
1）画状态表
其中，黄灯的“ 1”意为闪烁。黄灯闪烁的实现可由1和系统的时钟2HZ
进行与运算从而实现闪烁能；0和系统的时钟2Hz进行与运算依然为
0,表示为火。
2）选择要使用的模块
红灯的实现：东西方向的红灯亮灭规律序列为0011,南北方向的红灯亮灭规律序列为1100,于是红灯的亮灭可通过0011的移位来实现，用74x169.
黄灯、绿灯的实现：东西方向的绿灯亮灭规律序列为00Q黄灯为0100南
北方向的绿灯亮灭规律序列为）010,黄灯为0001.这四个灯的亮灭可用1000
移位来实现，用74x169.
74x157实现状态1与其他状态的转换。
3）构建特殊时钟
我们需要一个8s , 2s , 8s, 2s 不断循环的特殊时钟，即每过 8s 和2s （交替），时钟将产生一个上升沿。用模10的计数器实现，使用74x163.
注明：74x163的时钟是系统时钟的二分频。
4）连接电路图
图为特殊时钟的产生电路, 箭头处产生我们所需要的特殊时钟。
XFG-1-
vcc I w
SV
U2
■J.*'
Utfl
--IPJt - m • i A Lu
HCIK
"IQ
A —
■ ■ -LCL5' ■
74LS74D —o ■
ft? QC
d
J-
5
A
EUf - ZHT
■LOAD -cut
，CLX-
74LS163D
U9A
了机前DP
..74LS10D pj6A
^4LS02D
S01ID
-
凱Mfie- ■.吃
5V
图为产生0011序列的部分。
D
8
■h a A
B C S
「U8A ...
J74LS01D
SO 31
74LS194D
图为产生1000序列的部
分。
图为指示灯附近电路。
VCC
■ Ul■■■
E>- 74LS08D
74L ............... L-L%
S157D .......
U12A 「
74LS08D
fiV
-CLS - >CLK-
JL- SR-
UGA
材 LSTOD
总览:
5）功能说明
电路的工作原理：J1调至接地，74x163载入1110,此时两个74x194 的S0为1，此时74x194处于置数模式;
当74x163进入1111时，特殊时钟产生上升沿脉冲，左下角
74x194
载入0001,右上角的载入1100,此时RCO 为1,选择74X157B 接口, 给所有红灯送1,给所有黄灯、绿灯送0,即为表中1的状态，相当 于电路的初始化;
当74x163进入0000时，RCO 为0,灯的暗灭即与表一致。
6）可改进之处
出现异常状态时无法自启动。
5V
4
UU
/>-■ v - JV
--yJLSieae-- ..U9A _______
K 邮山曲“寻
I
--laj -- 科⑸W ■ jl ■ ■
VCC -
II 紙 ...... 74LS02D----
:TiLSIDQ ■ ■ uM '
■ ■ ■ ZD —
U3
0 J LL
斗
¥
厂5V
-[Muafi -
hHSOID
-賓I :
■::
J4
S?
U12A WtA
74LS««D --
7USMO
vcc
5V -
r4LS15TD
U 皿
U
U •a n a s LEW.
-+F
