交通信号灯实验报告

数字逻辑与数字系统实验报告

交通指示灯电路

一、实验要求：

二、实验设计：

1．分析系统的逻辑功能，画出其框图交通灯控制系统的原理框图下图所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，可有实验箱自己给不用设计。译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。

2.电路图的设计计数器选用集成电路74LS163进行设计。74LS163是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。刚好交通灯的一个周期为16秒。可用一个74163计数对电路定时。由功能表分下面几种信号灯状态和车道运行状态：

S0：东西方向车道的绿灯亮绿灯闪，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闪，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，人行道禁止通行注：绿灯闪和绿灯亮可以设置不同的状态，比如说：东西灯绿灯亮是用一个控制电路，闪的时候用另一个控制电路，绿灯亮时，控制绿灯闪的逻辑电路必须为0，使绿灯闪的电路用一个逻辑电路和脉冲和与门连成，而此时使绿灯亮的逻辑电路必须为0，然后两个逻辑电路用或门连到同一个绿信号灯上。依题目的意思可以列出下面的真值表：（G为绿灯，R为红灯,Y为红灯，AB控制绿闪）

QD QC QB QA G1 Y1 R1 A G2 Y2 R2 B

0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0

0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0

0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0

0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0

0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0

0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0

1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0

1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1

1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0

1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0

主电路图如下

由于试验箱只有一个48MHZ的脉冲，所以用到一个分频电路如下图，得到需要的频率。

然后还需要一个倒计时器，来掌握各个灯亮的时间，红灯8秒，绿灯亮加绿灯闪6秒，黄灯2秒。通过真值表画卡诺图，利用同步可逆计数器74193，可得到如下电路：

将分频电路、倒计时电路分别封装成电路原件后插入到主电路里，在完成与数码管的连接，即完成电路了。

三、仿真过程和效果的分析

在这个过程中，我对每一个分立的电路都进行了仿真，直到无误，然后才把它们组合起来，在进行编译、仿真，最后下载到试验箱，观察结果，直到正确无误。

四、心得体会

本次课程设计让我认识到自己以前知识面的局限也同时也让我懂得了许多。一切都是在自我摸索中学习进步。虽然有事先做准备但仍不够充分。在课设中遇到了很多专业知识问题都是在老师的指导和同学的帮助下得出结果。同时在他人的身上我

们也学到了很多实用的知识在此表示感谢。通过这次课程设计加强了我们动手思考和解决问题的能力。连好电路后也出现了许多问题仿真结果对，但下载到试验箱上不对等。在这次课程设计中遇到的各种各样的问题使我们在设计的过程中发现了自己的不足之处。做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强由于课本上的知识太多平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能而且考试内容有限，所以在这次课程设计中进一步加深了对数字电路的了解让我对它有了更加浓厚的兴趣。我们了解了很多元件的功能并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。比如一些芯片的功能通过动手实践让我们对各个元件的印象深刻。所以这个课程设计对我们的作用是非常大，同时通过这次课程设计使我懂得了理论与实际结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践结合起来从理论中得出结论才能真正为社会服务。从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。本次课设的最大感触是遇到问题要耐心、有毅力、冷静思考，才能发现问题根源找到解决问题的途径。此次课设也让我学到了许多可能学不到的东西：比如多利思考解决问题的能力、出现差错的随机应变、和与人合作共同提高。我们都受益匪浅！