十字路口的交通灯控制电路设计的数电论文

目录
一．前言 (3)
二．设计任务书 (3)
三．交通灯设计原理 (4)
1. 74LS161的逻辑功能 (4)
2．74LS191的逻辑功能 (5)
3、真值表卡诺图 (8)
4. 各子电路单元设计 (9)
5. 总电路图 (13)
四、元器件清单 (14)
五、体会总结 (15)
六、参考文献 (15)
一前言
在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。

交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。

二设计任务书
设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下（1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行。

（2）每次通过时间为8秒。

（3）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮然后才能变换运行车道。

（4）黄灯亮时，要求持续亮2秒。

（5）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单位作减计数；
三交通灯设计原理
通过同步二进制计数器74lS161D和组合逻辑电路来控制十
字路口各个红黄绿灯的亮与灭，在交通灯亮灭的同时，再通过加减法计数器74LS191D和组合电路来控制主次道红黄绿灯的计数显示，比如计数器通过组合逻辑电路使红灯亮，同时通过组合电路使主道开始计数。

逻辑电路图如下图所示：
各模块功能及原理
74LS161的逻辑功能
74LS161的外引线图
功能表：
时序图：
74LS191的逻辑功能
时序表：
74LS161 74LS191在实现十字路口交通灯中的真值表
D1B1C1A1D2B2C2A2D3B3C3A3
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0
2 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0
3 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0
4 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0
5 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0
6 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0
7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0
8 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 10 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 11 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 12 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 13 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0
14 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 15 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0
74LS161 74LS191在实现十字路口交通灯中的卡诺图 南北方向：
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 1 1 0 0 01 1 1 0 0 11 1 1 0 0 10
1
1
D 2=D 1 非
￣
C 2=
D 1C 1+D 1B 1
B 1=D 1 A 2=0
南北灯：F 红= D1非
F 黄=（D1非+C1+B1）非
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 0 0 1 0 11 0 0 1 1 10
1
1
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 1 1 11 0 0 1 1 10
1
1
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 02 0 0 0 0
03 0 0 0 0
F 绿= D1C1+D1B1
东西方向：
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 1 1 11 0 0 1 1 10
1
1
D 3=D 1
C 3=
D 1非(C 1+B 1)
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 1 1 0 0 01 1 1 0 0 11 1 1 0 0 10
1
1
B 3=D 1非 A 3=0 东西灯：F 红= D1
F 黄=（D1+C1+B1）非 F 绿= D1非(C1+B1)
各子电路单元设计
1.函数信号发生器在仿真电路中的实现
D 1C 1 B 1A 1 00
01
11
10
00 0 1 0 0 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 10
1
1
D 1C 1 B 1A 1 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 0 0 0 0 10
2.函数信号发生器在仿真电路中的参数设置
数字变换过快过慢都不符合实际经过检测发现频率设置为50Hz左右时，数字显示器变化频率正合适
3. 74LS161计数器在仿真电路中的实现
4.74LS191计数器在仿真电路中的实现
5.红黄绿指示灯在仿真电路中的实现
6.数字显示器在仿真电路中的实现
7.电路模块功能的实现
十字路口南北方向电路的实现
东西南北方向电路的实现
以子电路替换使线路简单化
总电路图：
四．元器件清单
集成电路 74LS161 1片 74LS191 2片74LS04D 1片 74LS02D 1片
74LS32D 7片 74LS08D 2片
函数信号发生器1个
数字显示器4个
红黄绿指示灯各4个
五．心得体会
通过本次实践，让我受益匪浅，虽然查了很多资料，花了很多时间，但觉得还是值得的，即使完成的慢了些，中途还有想放弃的念头，但还是坚持在找错误，觉得耐心和遇到问题不放弃的坚持也很重要，如果没有坚持不会有现在对数电及仿真软件的深刻认识。

通过这次课程设计，不仅加深了我对数字逻辑电路的理解，而且加强了我独立思考和合作交流及动手能力。

通过对设计中的每个模块的设计巩固了对理论知识的掌握，而且感觉实践和理论并非同一回事，深深的认识的多动手的重要性。

在这次实践中，加强了对各种元器件的认识，认识到多跟同学交流的重要性，这样不仅可以是自己设计出更好更简洁的电路，而且能使自己少走弯路，分享彼此在实践中中的遇到的问题，还可以使自己学到更多，对问题理解的更加透彻。

比如刚开始时自己设计的电路用的元器件较多许多都找不多，看多同学的设计后，突然感觉方便多了，画电路图时网络节点的应用不仅可以少连很多线，关键是让自己的电路的逻辑一目了然。

六．参考文献
1．《数字电子技术基础》中国电力出版社
2. 《电子技术基础-模拟部分》高等教育出版社
3 . 《实用电子电路》机械工业出版社
4. 百度文库
.。