文档介绍：西安邮电学院
数字电路课程设计报告书
—交通灯控制器
学院名称
：
计算机学院
学生姓名
：
张晓洁（07）
专业名称
：
计算机科学与技术
班 级
：
计科0803
实****时间
：
12月6日 — 12月17日
课程设计题目：
交通灯控制器
设计任务和规定：
1．在十字路口两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。
2．设立一组数码管，以倒计时方式显示容许通行或禁止通行时间，其中一种方向上绿灯亮时间是20s，另一种方向上绿灯亮时间是30s，黄灯亮时间都是5s。
3．选做：当任何一种方向浮现特殊状况，按下手动开关，其中一种方向常通行，倒计时停止。当特殊状况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。
4. 选做：用两组数码管，实现双向倒计时显示
总体方案及单元电路设计：
从功能上，交通灯控制系统可以划分为四个相对独立模块，分别为时钟产生模块、状态转换模块、计时模块、显示模块。
所需器件：面包版1个、芯片555 1个、74LS74 1个、74LS08 1个、74LS00 1个、74LS163 1个、74LS04 2个、74LS48 2个、、150kΩ电阻1个、µf电容1个、µf电容1个、100Ω电阻4个、二极管6个。
交通灯控制系统设计基本框图：
时基电路
20秒倒计时
5秒倒计时
30秒倒计时
主控电路
译码电路
绿 黄 红(主)
绿 黄 红(支)
交通灯控制系统四个功能模块：
：负责产生频率为1Hz稳定秒脉冲信号，保证整个电路装置同步工作和实现定期控制，为计时模块提供计数脉冲。通过555芯片按一定线路接上不同电阻和电容就可产生周期不同方波脉冲，即不同频率脉冲。课程设计需要秒脉冲，运用2个电容（µµf）和2个电阻（）。其中，芯片555管脚OUT接两个74LS161管脚2。
：控制两个方向上信号灯状态转换。用一片双上升沿D触发器74LS74来控制这四个状态
。状态转移图如下：
Q2（现态）
Q1（现态）
Q2（次态）
Q1（次态）
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
设Q2与Q1为A和B。则Q2与Q1现态可表达为：
，
将5标B,9标A,记为AB，由可以得到四种状态，分别是绿红，黄红，红绿，红黄。
状态转换模块电路图如下：
：负责完毕十字路口主、支干道四种通行状态计时，分别为：
状态
主干道
支干道
维持时间
状态S1
绿
红
30秒
状态S2
黄
红
5秒
状态S3
红
绿
20秒
状态S4
红
黄
5秒
计时模块由两某些构成，分别为计时单元和置数单元。计时单元以时钟产生模块提供秒脉冲信号为基准进行计时，其输出信号有三路，第一路输出信号送往显示电路，驱动LED数码管显示计时时间；第二路输出信号作为反馈信号送往状态转换模块，作为状态转换模块输入脉冲CP；第三路输出信号作为锁存信号，送往信号灯显示单元锁存电路，以保证信号灯状态稳定切换。置数单元依照当前所处状态，为计时单元提供相应置数信号，作为开始计时时原始时间。
①计时单元：
计时单元重要由两片集成同步二进制计数器74LS161构成，运用反馈置数法完毕固定模值计数。当计数状态达到11111111时，RCO1和RCO0同步由0变为1，此时可以取两者与非作为反馈电路置数信号进行置数，将D7~D0端数据置入到芯片中。
在二进制计数器74LS161置数端用Q2、Q1控制。两个74LS161芯片，一种表达个位，一种表达十位，并在最后其输出端输出加上非门，使其实现倒计时计数。74LS161是用来计数，它输出Q3,Q2,Q1,Q0可加到1111。则当为模30时，高位161得到是D3,D2,D1,D0为1101