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一、用中规模器件设计交通灯控制器
一、任务要求
1)通过数字电路的设计,在面包板上模拟交通红绿灯。要求分主干道和支干道,每条道上安装红(主R支r)绿(主G,支g)黄(主Y,支y)三种颜色的灯,由四种状态自动循环构成(G、rY、rR、gR、y)
2)在交通灯处在不同的状态时,设计一计时器以倒计时方式显示计时,并要求不同状态历时分别为:G、r30秒;R、g20秒;Y、rR、y5秒。
二、总体方案
三、单元电路设计1)主控电路
在设计要求中要实现四种状态的自动转换,首先要把这四种状态以数字的形态表示出来。因224所以可以两位二进制数表示所需状态(00G、r01Y、r10R、g11R、y)循环状态:(0010110100)
数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数,由此可以尝试设计一模值为4的计数器,其输出(代表不同状态)既可以循环转换,而且能够控制其他部分电路。在课程设计中本人利用74LS74(双上升沿D触发器)设计模4计数器作为主控部分电路。
主控电路图如下
f2)秒脉冲产生电路
通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和电容就可产生周期不的方波脉冲,即不同的
频率脉冲。课程设计需要秒脉冲,利用的2个电容,2个电阻。
脉冲产生电路图如下:
3红绿灯(发光二极管)显示电路
红绿灯显示也是表示电路所处状态,其必然与主控电路的状态一一对应,受到主控电
路控制,即主控电路的输出(Q1和Q2)决定了主干道和支干道的红绿灯的亮灭情况。如亮用1表示,灭用0表示,则真值表如下:
Q2
Q1主红R主黄Y主绿G支红r支黄y支绿g
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
所以,Rry;YQ2Q1GQ2Q1rYGyQ2Q1gQ2Q1这里应该注意
我们可以用门电路实现如与门与非门非门等但是这些电路不稳定容易出现错误
如果能够用中规模器件的话我们尽量用中规模器件来实现因为中规模器件不仅较小规
模器件稳定而且接线也教小规模器件简单
上面红绿灯的状态完全由Q1和Q2控制我们可以用门电路实现。
f红绿灯显示电路接线如下
4)计时部分电路a计时器状态产生模块:
设计要求对不同的状态维持的时间不同,而且要以十进制倒计时显示出来。限于实验室器材本人采用两个74LS161完成计时器状态产生模块设计。
设计思路:要以十进制输出,而又有一些状态维持时间超过10秒,则必须用两个74LS161分别产生个位和十位的数字信号。显然,计数器能够完成计时功能,我们可以用74LS161设r
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