实验2交通信号灯控制器一

实验2交通信号灯控制器一,实验目的1,学习数字电路中译码器,计数器,数据选择器等单元电路的综合应用.2,学习电子线路的调试方法.二,实验原理1,功能要求(1)a,b分别代表两个方向(十字交叉)的道路.(2)a 道和b道均有红,绿,黄三种信号灯.(3)两个方向自动控制交替通行,并要求两个方向每次均通行30秒.(4)在绿灯变红灯时,先由绿灯变黄灯,5秒后,再由黄灯变成红灯,此时另一方向由红灯变为绿灯.2,设计方案(1)s0状态表示a道绿灯亮,b道红灯亮,30秒定时器开始计时,且通车时间不超过30秒;(2)s1状态表示a道通车时间已达到30秒,此时,a道黄灯亮,b道红灯亮,5秒定时器开始计时;(3)s2状态表示a道黄灯时间已超过5秒,此时,a道红灯亮,b道绿灯亮,30秒定时器开始计时;(4)s3状态表示b道通车时间已超过30秒,此时,a道红灯亮,b道绿灯亮,5秒定时器开始计时;以后当b道黄灯亮计时超过5秒时,接s0状态.(5)a,b 两道红,黄,绿三个灯分别用ra,ya,ga和rb,yb,gb表示.灯亮用"1"表示,灯不亮用:"0"表示.则两个方向信号灯的4种状态,如下表所示.信号灯输出状态表输出状态gayaragbybrbs0100001s1010001s2001100s3001010电路设计(1)30秒和5秒定时器如图,选用74ls161分别构成30秒和5秒定时器电路,c为控制信号.当时,30秒定时器开始计时,禁止5秒定时器计时;当c=1时,5秒定时器开始计时,禁止30秒定时器计时.(2)控制部分当满足b道5秒定时器超过5秒,t5=1时,a道绿灯亮,b道红灯亮.当满足a道30秒定时器超过30秒,t30=1时,a道黄灯亮,b道红灯亮.当满足a道5秒定时器超过5秒,t5=1时,a道红灯亮,b道绿灯亮.当满足b道30秒定时器超
过30秒,t30=1时,a道红灯亮,b道黄灯亮.①利用74ls161进行控制根据上述分析得到控制激励表如下:现态(编码)条件次态(编码)方式ctpga ya ra gb yb rb cs0(0 0)t30=0s0(0 0)保持01 0 0 0 0 1 0t30=1s1(0 1)计数1s1(0 1)t5=0s1(0 1)保持00 1 0 0 0 1 1t5=1s2(1 0)计数1s2(1 0)t30=0s2(1 0)保持00 0 1 1 0 0 0t30=1s3(1 1)计数1s3(1 1)t5=0s3(1 1)保持00 0 1 0 1 0 1t5=1s0(0 0)计数1由于只有4个状态,因此只用2位二进制编码即可.根据74ls161的控制激励表,很容易得到控制输出表达式ctp=s0·t30+s1·t5+s2·t30+s3·t5c=s1+s3=qaga=s0 ya=s1 ra=s2+s3=qbgb=s2 yb=s3 rb=s0=s1=qb4,逻辑电路图ctp的可利用四选一数据选择器74ls153实现,如图:三,设备和器件1,数字电路实验装置2,数字频率计3,74ls161×4,74ls138×1,74ls153×1 ,74ls00×1,74ls04×1.四,实验内容由于实验电路中使用器件较多,实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置,使电路逻辑清楚,接线较短.按如下步骤完成设计:画出电路逻辑图并分析工作原理.根据原理图选好元器件.用计算机绘出电路图.通电工作,调试(1hz)和10hz)信号可选用数字电路实验装置上的信号输出).写出课程设计报告,分析故障产生原因,说明解决办法....。