数字电路课程设计报告—交通灯控制器的设计.doc

数字电路课程设计 -交通灯控制器的设计 院系： 姓名： 指导教师： 完成日期：2011年6月7日数字电路课程设计 -交通灯控制器的设计1、 课程设计目的1熟悉集成电路的引脚安排2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。3.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。2、 设计要求及原理： 要求：设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s。依次循环。当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯(8s)，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4 s)。用mg，my，mr，cg，cy，cr分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。原理：根据设计要求可知，各灯状态转换的周期为12s，因此可设计一个12进制的加计数器，来控制秒数，当计数值达到1011时，通过反馈置数法，将计数器清零，从而达到循环效果。列出每秒各灯亮的情况的真值表，通过真值表得到相应的逻辑图，便可实现对交通灯的控制。3、 设计步骤：1、 根据设计要求列出交通灯控制器的真值表如下：交通灯控制器真值表：qdqcqbqamgmymrcgcycr0000100001000110000100101000010011100001010010000101011000010110010001011101000110000011001001001100101000110010110010101100xxxxxx1101xxxxxx1110xxxxxx1111xxxxxx2、 从元器件库中拖出逻辑转换仪，根据交通灯控制器的真值表，获得mg的最简逻辑表达式。同理，求出my，mr，cg，cy，cr的最简逻辑表达式如下： 3、 利用逻辑转换仪将mg,my,mr,cg,cy,cr由最简式转换成下图所示逻辑图： 4、将mg,my,mr,cg,cy,cr逻辑图进行元件封装，得到下图所示封装元件，并将各元件按下图方式连接。(图一)5、将连接好的电路再进行整体封装，得到下图2所示的元件:(图二)6、将74ls163和上面生成的元件进行下图所示连接，便得到了一个完整的交通灯控制电路。其中，load是置数端。clk接一秒方波。逻辑分析仪时时分析交通灯输出状态。4、 仿真结果分析：时钟频率设置为1hz时，逻辑分析仪显示各点波形如下：本次试验基本达到设计要求：与仿真校对时间相比，主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s，红灯4s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s，红灯8s，依次循环。但是，实验中还存在一点瑕疵，当主要街道mg灯亮时，次要街道亮灯由cr转换到cg时cy灯有短暂的闪亮，分析其原因，应该是仿真过程中，电路的某一部分有延时，引起了计数器计数的瞬间非法脉冲，或者计数器本身计数跳变时存在中间态，而导致的。5、 参考文献：电子技术基础（模拟部分） 康华光主编 华中理工大学电子学教研室 电子技术基础（数字部分） 康华光主编 华中理工大学电子学教研室 电子技术试验与课程设计 毕满清主编 机械工业出版社6、 设计心得：这次的课程设计可谓是历经波折，面对着多选的题目，不知道该选哪个好，起初试图性的做了抢答器的设计，但由于对涉及到的大多芯片功能及引脚作用不甚了解，对数电的知识也忘了很多，只进行了一小步就没办法再继续下去了，只好转而进行交通灯控制器的设计。在设计交通灯控制器的过程中，也碰到了很多问题，不断的查错，不断的修改甚至重新画电路图，不断的查阅相关资料，来解心中的疑惑，最终，完成设计任务。通过本次课程设计，使我明白了做事应该要有毅力，要敢于面对各种难题。加强了我动手、思考和解决问题的