实验交通灯定时控制系统.ppt

实验六、交通灯定时控制系统实验六、交通灯定时控制系统 1.进一步了解计数器的功能及使用。进一步了解计数器的功能及使用。2.掌握各种进制计数器的设计方法。掌握各种进制计数器的设计方法。3.熟悉数字电子系统的安装与调试。熟悉数字电子系统的安装与调试。一、实验目的一、实验目的 1.1.基本内容基本内容 设计一个十字路口交通信号灯显示控制系统，要设计一个十字路口交通信号灯显示控制系统，要求如下：求如下：十字路口设有红、黄、绿指示灯，十字路口设有红、黄、绿指示灯，主支干道交替主支干道交替通行，通行，有数字显示通行时间，以秒为单位作减法计有数字显示通行时间，以秒为单位作减法计数。数。（1 1）主干道绿灯、支干道红灯时，显示时间为）主干道绿灯、支干道红灯时，显示时间为9 9秒；秒；（2 2）主干道黄灯、支干道红灯时，显示时间为）主干道黄灯、支干道红灯时，显示时间为3 3秒；秒；（3 3）支干道绿灯、主干道红灯时，显示时间为）支干道绿灯、主干道红灯时，显示时间为6 6秒；秒；（4 4）支干道黄灯、主干道红灯时，显示时间为）支干道黄灯、主干道红灯时，显示时间为3 3秒，秒，依次循环。依次循环。二、设计任务与要求二、设计任务与要求 东东西西南南北北主主主主干干道道支干道支干道2.2.扩展内容（仿真）扩展内容（仿真）（1）设计实现右图中灯）设计实现右图中灯的闪烁；的闪烁；（2）设计满足主、支干）设计满足主、支干道以道以2位数（位数（2片片190）计时，即实现计数器的计时，即实现计数器的30、20秒倒计时。秒倒计时。信号灯四种不同的状态分别用信号灯四种不同的状态分别用S0(主绿灯主绿灯亮，支红灯亮亮，支红灯亮)、S1(主黄灯亮，支红灯亮主黄灯亮，支红灯亮)、S2(主红灯亮，支绿灯亮主红灯亮，支绿灯亮)、S3(主红灯，支黄灯主红灯，支黄灯亮亮)表示，其状态编码及状态转换图如图表示，其状态编码及状态转换图如图3所所示。示。三、实验原理三、实验原理图图3 状态编码及状态转换图状态编码及状态转换图 主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要主、支干道上红、黄、绿信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系取决于状态控制器的输出状态。它们之间的关系见表见表1。对于信号灯的状态，。对于信号灯的状态，“1”表示灯亮，表示灯亮，“0”表示灯灭。表示灯灭。状状态态控制器控制器输输出出主干道信号灯主干道信号灯支干道信号灯支干道信号灯Q2Q1R（红红）Y（黄）（黄）G（绿绿）r（红红）y（黄）（黄）g（绿绿）00110101001101001000110000010010表表1 信号灯信号的状信号灯信号的状态态表表交通灯定时显示控制系统参考框图交通灯定时显示控制系统参考框图用计数器用计数器74LS161构构成四进制计成四进制计数器数器数字数字显示显示用三用三八线译八线译码器码器74LS138控制红、绿、控制红、绿、黄信号灯黄信号灯主绿灯主绿灯主黄灯主黄灯主红灯主红灯支绿灯支绿灯支黄灯支黄灯支红灯支红灯用用74LS190做减法计数做减法计数器，预置数器，预置数 分别为分别为9、3、6、3秒，减秒，减到零时给到零时给74LS161一一个脉冲，并个脉冲，并且本身置数且本身置数时钟脉冲时钟脉冲必必要要的的门门电电路路注意：注意：74LS190的预置数分别为的预置数分别为9、3、6、3秒时秒时 A、B、C、D是怎样控制的是怎样控制的 数字数字显示显示时钟四、实验仪器、设备与器件四、实验仪器、设备与器件 1.电子技术综合实验箱；电子技术综合实验箱；2.集成电路：集成电路：74LS161、74LS138、74LS32、74LS00、74LS04、74LS190。五、实验内容与步骤五、实验内容与步骤 1.按照设计要求设计电路图按照设计要求设计电路图 2.在实验仪上安装电路，检查实验电路接线无在实验仪上安装电路，检查实验电路接线无 误之后接通电源。拟定测试内容及步骤，选误之后接通电源。拟定测试内容及步骤，选 择测试仪器，列出有关的测试表格。进行单择测试仪器，列出有关的测试表格。进行单 元电路调试和整机调试。元电路调试和整机调试。3.扩展内容用扩展内容用Multisim 7软件仿真。软件仿真。六、实验报告要求六、实验报告要求 1.写出设计内容与步骤，画出十字路口交写出设计内容与步骤，画出十字路口交 通灯信号控制器的电路图，列出元器件通灯信号控制器的电路图，列出元器件 清单。清单。2.整理实验记录，并对结果进行分析。整理实验记录，并对结果进行分析。3.说明故障原因，并对逻辑图各部分加以说明故障原因，并对逻辑图各部分加以 分析。分析。4.写出总结报告，设计收获及体会。写出总结报告，设计收获及体会。74LSXX管脚排列12345761A1B1Y2A2BGND2YVcc4B4A4Y3B3Y3A141312111089四2输入与非门74LS00F=AB12345761A1B2A2B2CGND2YVcc1C1Y3C3B3Y3A141312111089三3输入与非门74LS10F=A B C双JK触发器74LS11212345761CP2Rd1Sd1JVcc2CP1K1Q1QGND2K2Q2Q81615141312101192Sd2J1Rd双D触发器74LS7412345761Rd1D1CP1Sd1QGND1QVcc2Rd2D2CP2Sd2Q2Q14131211108912345761A1B1Y2A2BGND2YVcc4B4A4Y3B3Y3A141312111089四2输入异或门74LS8612345761A1B1Y2A2BGND2YVcc4B4A4Y3B3Y3A141312111089四2输入与门74LS08F=AB12345761A2A2B2C2DGND2YVcc1C1B1F1E1Y1D141312111089双2输入与或非门74LS51F=A B+CD