数电课设_交通红绿灯设计

计算机科学学院课程设计报告
课程数字逻辑
题目用74LS190在Multisim
10.1上实现简易交通灯功能
年级2008级
专业计算机科学与技术
学号学生
任课教师
2010年 6 月15日
课程设计报告
目录
1 课题概述 (1)
1.1 功能概述 (1)
1.2 总体结构框图 (1)
1.3 分工（有则写，没有就不写） (2)
2 详细设计和实现 (2)
2.1 方案设计 (2)
2.2 电路图 (6)
2.3 测试方案 (7)
3 设计结果及错误分析 (8)
3.1 设计结果 (8)
3.2 结果分析 (9)
3. 3 改进思路 (10)
4 心得 (10)
4.1调试心得 (10)
4.2 合作心得.......................................................................................... 错误！未定义书签。

5 参考资料 (10)
设计题目
用74LS190在Multisim 10.1上实现简易交通灯功能学生：孙思丹（学号：08061019 ）指导教师（签名）：
1 课题概述
1.1 功能概述
1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为50秒。

时间可设置修改。

2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；
3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。

4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）。

5、同步设置人行横道红、绿灯指示。

1.2 总体结构框图
1.3 分工（有则写，没有就不写）
无
2 详细设计和实现
2.1 方案设计
2.1.1 信号灯转换器
两方向车道的交通灯的运行状态共有4种(因人行道的交通灯和车道的交通灯是同步的,所以暂时先不考虑)，如图1-2所示
信号灯状态与车道运行状态如下：
S0：东西方向车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行
S1：东西方向车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行
S2：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；南北方向车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行
S3
：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；南北方向车道的黄灯亮，车道缓行，人行
道禁止通行
Ga=1：东西方向车道绿灯亮
Ya=1：东西方向车道黄灯亮
Ra=1：东西方向车道红灯亮，人行道绿灯亮；南北方向人行道红灯亮
Gb=1：南北方向车道绿灯亮
Yb=1：南北方向车道黄灯亮
Rb=1：南北方向车道红灯亮，人行道绿灯亮；东西方向人行道红灯亮
选JK触发器，设状态编码为：S0=00 S1=01 S2=11 S3=10，其输出为Q1 Q0，
则其状态表为：
由上表，易得：J2=y1; K2= ; J1= ; K1=y2 。

Ra=· ; Ya= ; Ga=y2=K1 ; R2=y2·y1 ; Yb= ; Gb=。

电路接法如下：
图1-4
2.1.2 倒计时计数器
十字路口要有数字显示，作为倒计时提示，以便人们更直观地把握时间。

具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1，计数方式工作，直至减到数为“５”和“０”，十字路口绿、黄、红灯变换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。

在倒计时过程中计数器还向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0。

倒计时显示采用七段数码管作为显示，它由计数器驱动并显示计数器的输出值。

计数器选用集成电路74190进行设计较简便。

74190是十进制同步可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。

74190没有专用的清零输入端，但可以借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。

1 X X X X X X X Qa0 Qb0 Qc0 Qd0
图1-5
现选用两个74190芯片级联成一个从99倒计到00的计数器，其中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲发生器（频率为1），再把个位数74190芯片输出端的QA、QD用一个与门连起来，再接在十位数74190芯片的CLK端。

当个位数减到0时，再减1就会变成9， 0（0000）和9（1001）之间的QA、QD同时由0变为1，把QA、QD与起来接在十位数的CLK端，此时会给十位数74190芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。

具体连接方法如图1-5所示。

信号LD由两个芯片的8个输出端用或门连起来，决定倒计时是置数，还是计数。

工作开始时，LD为0，计数器预置数，置完数后，LD变为1，计数器开始倒计时。

当倒计时减到数00时，LD又变为0，计数器又预置数，之后又倒计时，如此循环下去。

图1-6
预置数（即车的通行时间）功能：如图1-6所示，８个开关分别接十位数74190芯片的D、C、B、A 端和
个位数74190芯片的D、C、B、A端。

预置数的范围为6～98。

假如把通行时间设为50秒，就像图１-5的接法，A接0，B接1，C接0，D接0，E接0，F接1，G接0，H接1。

（接电源相当于接1，悬空相当于接0）
向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0：
T0表示倒计时减到数“00”（也即绿灯的预置时间，因为到00时，计数器重新置数），T0=1，此时T0给译码器一个脉冲，使信号灯发生转换，一个方向的绿灯亮，另一个方向的红灯亮。

接法为：把两个74190计数器的8个输出端用一个或非门连起来。

T5表示倒计时减到数“05”时。

T5=1，此时T5给译码器一个脉冲，使信号灯发生转换，绿灯的变为黄灯，红灯的不变。

接法为：当减到数为“05”（0000 0101）时，把十位计数器的输出端QA、QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、QD用一个或非门连起来，再把这个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与门连接起来。

2.1.3 黄灯闪烁控制
要求黄灯每秒闪一次，即黄灯0.5秒亮，0.5秒灭，故用一个频率为2的脉冲与控制黄灯的输出信号用一个与门连进来，再接到黄灯。

2.2 电路图
2.3 测试方案
3 设计结果及错误分析3.1 设计结果
3.2 结果分析
3. 3 改进思路
4 心得
4.1调试心得
5 参考资料
[1]陈汝全主编.电子技术常用器件应用手册. 北京：机械工业出版社，2006年1月第2版
[2]杨刚、周群主编.《电子系统设计与实践》.北京:电子工业出版社,2005年1月
[3]王永军、李景华主编.《数字逻辑与数字系统》.北京:电子工业出版社,2005年12月
计算机科学学院
本科课程设计评分标准
(计算机系统结构类)
注：
①本评分标准适用于计算机系统结构类专业课程；
总分满分为100分，成绩参考标准为：优秀（100>X≥90）；良好（90>X≥80）；中等（80>X≥70）；及格（70>X≥60）；不及格（X<60）；。