(整理)数电课程设计——简易交通灯控制逻辑电路
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路
数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路数电课程设计简易交通灯控制逻辑电路交通灯是在公路交通中起到非常重要作用的设施之一，控制着交通的流动，保证了交通的安全顺畅。
而现代交通灯的实现和控制依赖于计算机技术，而其中的控制逻辑电路就是数电课程设计中可以涉及到的内容。
在本篇文章中，我们将会详细地介绍设计简易交通灯控制逻辑电路。
一、设计思路首先，我们需要了解交通灯的基本控制逻辑：红灯亮时，车辆和行人要停止前进；黄灯亮时，表示灯将要变为绿灯，车辆和行人要注意；绿灯亮时，车辆和行人可以前进。
基于这样的控制逻辑，在数电课中我们可以使用基本的逻辑门电路以及时序电路来实现交通灯的控制。
具体而言，我们可以使用以下电路元件：1. 555 定时器2. 开关3. 七段数码管4. LED 灯5. 逻辑门我们使用555 定时器实现时序控制，通过开关控制电路的启动和停止。
当电路启动时，第一组LED 灯亮起，表示绿灯，车辆和行人可以通行；在绿灯亮起后一段时间后，第二组LED 灯亮起，表示黄灯，此时车辆和行人应注意并减速。
最后，当黄灯持续一段时间后，第三组LED 灯亮起，表示红灯，此时车辆和行人应停止前进。
在逻辑电路设计方面，我们使用74LS08 门电路，构建逻辑电路。
使用开关控制定时器和LED 灯的工作，通过逻辑电路控制LED 灯的亮灭，从而实现交通灯的控制。
二、电路设计1. 定时器电路我们使用555 定时器构建定时器电路，该电路的具体实现如下：其中，R1、R2、C1 分别控制定时器的电路，R3 控制LED 灯的电流，R4 是保护电路。
在此基础上，我们可以控制定时器的启动和停止，从而控制交通灯的控制。
2. 逻辑电路我们使用74LS08 门电路构建逻辑电路，其中包括了与门、非门、或门等基本电路。
我们可以使用这些基本电路组成复杂的逻辑运算。
3. LED 灯我们使用LED 灯作为交通灯的信号灯，对应着绿灯、黄灯和红灯。
对于LED 灯的电路连接，我们可以通过实验发现，使用三极管可以有效地控制LED 灯的亮灭。
简易交通灯控制逻辑电路设计-数电课程设计
数字电子课程设计＿＿＿＿＿交通信号灯控制器学校：河南大学专业：自动化班级： 07自动化姓名：张利学号：目录一、设计任务书与要求 (3)二、方案设计与论证 (3)三、单元电路设计 (4)四、总原理图与单元清单 (8)五、结论与心得 (8)六、参考文献 (9)简易交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求1．东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s。
2．东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。
3．南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。
4．如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特殊情况过后能恢复正常。
二、方案设计与论证根据设计任务与要求,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次干道的,两个方面的时间是不同的,东西方向通行15s,南北方向10s,这就要求我们要有两个计数器,根据我自己的经验,东西方向通行15s完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行10s完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0之后然后切换到南北方向,这样如此循环,这样的话我们就要设计一个16进制和一个11进制的计数器,根据我们所学和知识,可以用两片74192芯片来构成对应进制的计数器,由于是15和10之间循环切换,我们可以用利用JK触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换;当然还有每个方向倒计时只有5s时,黄灯闪,一直到0为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5时开始闪,我们就可以在这时发出一个脉冲然后一直保持到0,或者是接收0~5这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮;还有就是一个紧急开关,我们可以控制在出现紧急情况时使用清零端使之清零,并且红灯直接接到电源,使之一直处于亮的状态。
方案一：交通灯控制原理图:图11)正常运行时倒计数首先倒计时预置数,通过秒脉冲源给器发送秒脉冲,倒计时器开始倒计时,驱动时间显示器显示,并且交通灯也正常运行,当倒计时器计到5s时,我们当然同时可以在时间显示器上看到,这时倒计时器驱动黄灯控制器,使正在亮绿灯方向的黄灯闪烁,当倒计时器计到0时,驱动计数进制转换器,使倒计时器预置为另一个进制,并同时控制和改变交通灯的显示,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能.如此往复循环.2)紧急情况时当按下紧急开关时,倒计时器一直处于清零状态,车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.并且在出现紧急情况后恢复正常时通过紧急开关可以切换哪个方向先通行.1)正常运行时由555定时器计时,驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲,给通道选择器, 然后通道选择器驱动计数进制转换器转换到另一个进制,由计数进制转换器预置555定时器的定时时间,然后再驱动交通灯选择器控制交通灯的显示,如此往复,其中555定时器是由电阻和电容来控制定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据分配器74138来选择所需电阻的大小来控制,通道择器就可用两个JK触发器构成一个四进制的计数器,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器74138的输入,并且这两个输出端还可作为交通灯选择器74138的输入2)紧急情况时当按下紧急开关时,使交通灯选择器的使能端为0,各个方向的红灯直接接到电源,这样可以使车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.选择:通过这两个方案的对比,由第二个方案用的是555定时器来计时,所以无法显示倒计时的时间, 并且在出现紧急情况后恢复正常时也不能通过紧急开关切换哪个方向先通行.我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我选择了第一个方案. 三、单元电路设计1．倒计时计数器这里是采用两片74192两片芯片构成16和11进制计数器,控制个位数字的74192的减计数控制端接1HZ的脉冲输入,其中输入端A、C是接在一起并接在进制控制器的输出端。
数字电路交通灯课程设计
数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。
2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。
3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。
3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。
2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。
3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。
在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。
- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。
- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。
2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。
- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。
(整理)交通灯控制的逻辑电路设计
交通灯控制的逻辑电路设计一．概述伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。
以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行.交通灯控制器的系统框图如下:系统框图(a)二．交通灯的组成和原理一个用来指挥车辆顺利、畅通通过十字路口的装置——交通灯.它可以显示车辆通行和等待的时间,以便车辆更有秩序的通过.一个交通灯应包含以下几个基本的部分:1.秒脉冲和分频器因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮的比例为5:1:6,所以,只要用4秒为单位时间,则计数器每四秒输出一个脉冲.这一电路的实现就要用到秒脉冲和分频器.2.控制器图(c)根据状态表我们不难列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式:东西方向:绿: EWG=Q4*Q5; 黄: 红: 南北方向:绿:黄:红: NSR=Q5;3.显示部分显示控制部分,实际是一个时控电路.当红灯亮时,使减法计数器开始工作(用对方的红灯信号控制),每来一个秒脉冲,使计数器减1,直到计数器为”0”而停止.译码显示用74LS248BCD码七段译码器,显示器用LC5011—11共阴极LED显示器,计数器采用可预置加、减法计数器74LS168.4.手动/自动控制,夜间控制部分此部分用选择开关进行.置开关在手动位置,输入单次脉冲,可使交通灯处在某一位置上,开关在自动位置时,则交通信号灯安自动循环工作方式运行.夜间时,将夜间开关接通,黄灯亮.三．设计要求(1). 满足如图(d) 顺序工作流程.图（d）图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为ＮＳＲ、ＮＳＹ、ＮＳＧ东西方向的红、黄、绿灯分别为ＥＷＲ、ＥＷＹ、ＥＷＧ．它们的工作方式,有些必须是并行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。
(整理)数电课程设计——简易交通灯控制逻辑电路
简易交通灯控制逻辑电路设计一、设计任务与要求要求实现逻辑功能，在1-3状态循环。
1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。
二、方案设计与论证1、分解任务要求任务要求实际上就是4个状态，不妨设：S1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；S2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；S3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；S4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。
【表1】主电路状态与指示灯状态转换注:R，G，B＝红，绿，黄灯。
根据【表1】可知，设计电路只需要5组输出端控制指示灯，指示灯都是以2个或4个一组。
总计需要1234=⨯个灯。
2、输出指示灯状态设计（显示电路）【图1】显示电路设计▲3、主电路设计①、主电路实现S1→S2→S3状态的转换，↑ ↓②、另外可以在任何一个状态进入S4，并能恢复正常工作状态。
实现①、②可以用触发器，也可以用锁存器或使能电路。
③、实现S1＝15S ，S2＝5S ，S3＝10S 方案一①、S1-S3使用2个SR 锁存器，设置00，01，10三个状态。
②、S4使用触发器，当出现紧急情况，触发器由“0”进入S4状态“1”后，在解除紧急时，恢复“0”，进入S1状态。
③、使用4个JK触发器，实现16位计数。
方案二①、S1-S3使用2个7473替代的T触发器。
【图2】1个7473替代的T触发器▲JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。
②、S4使用或门、非门实现，从【表1】可知：=S+R11S4SS∙=(不能出现红绿同时亮的情况)GS411SS∙=(不能出现红黄同时亮的情况)Y24S2S=S+R43S3SS∙=(不能出现红绿同时亮的情况)G3S3S4③、使用74192同步可逆10进制计数器（8421码）2个方案对比【表2】综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。
数电交通灯课程设计
数电交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，特别是组合逻辑电路的设计原理；2. 使学生了解交通灯系统的基本工作原理和功能要求；3. 帮助学生理解并运用数字逻辑设计简单的交通灯控制系统。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行数字电路设计和分析的能力；2. 提高学生解决实际问题的能力，特别是在数字电路领域的应用；3. 培养学生团队合作精神和沟通能力，通过小组合作完成课程设计。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路和交通工程领域的兴趣，提高学生的专业认同感；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的环保意识和社会责任感，关注交通系统对环境和社会的影响。
课程性质：本课程设计旨在让学生将所学的数字电路知识应用于实际交通灯控制系统的设计，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生为高中年级，已具备一定的数字电路基础，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，充分调动学生的积极性和创造性。
通过课程设计，使学生能够将所学知识运用到实际中，提高解决实际问题的能力。
同时，注重培养学生的团队协作和沟通能力，提升学生的综合素质。
在教学过程中，关注学生的情感态度和价值观的培养，使学生在掌握知识的同时，形成正确的价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：组合逻辑电路原理、逻辑门电路、触发器；2. 交通灯系统原理：交通灯工作流程、时序控制要求、信号灯逻辑关系；3. 数字电路设计方法：真值表、逻辑表达式、逻辑图；4. 交通灯控制系统设计：系统需求分析、电路设计、仿真验证；5. 教学案例解析：分析实际交通灯控制系统案例，提炼设计方法和技巧；6. 实践操作：分组进行交通灯控制系统的电路搭建和调试；7. 课程总结与展示：各小组展示设计成果，分享设计经验和心得。
教学内容安排与进度：第一课时：回顾数字电路基础知识，介绍交通灯系统原理；第二课时：学习数字电路设计方法，分析交通灯控制系统需求；第三课时：分组进行电路设计，教师巡回指导；第四课时：实践操作，各小组进行电路搭建和调试；第五课时：课程总结与展示，学生分享交流。
交通灯控制器数电课程设计
交通灯控制器数电课程设计一、引言交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用于控制道路上的交通信号灯的亮灭状态。
本文将基于数电课程设计一个简单的交通灯控制器电路，并介绍其原理和实现过程。
二、设计原理交通灯控制器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 灯的亮灭状态：交通灯通常包括红灯、黄灯和绿灯，每种灯的亮灭状态需要根据交通规则进行控制。
2. 灯的切换时间：交通灯的切换时间需要合理设置，以保证交通流畅和安全。
3. 输入信号的获取：交通灯控制器需要根据外部输入信号来控制灯的切换，如道路上的车辆、行人等。
三、电路设计1. 时钟电路：交通灯控制器需要一个时钟信号来控制灯的切换时间。
可以通过使用555定时器构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路：交通灯控制器需要一个计数器来计算时间，并根据时间来控制灯的切换。
可以使用74LS90或74LS93等计数器芯片实现。
3. 逻辑门电路：交通灯控制器需要逻辑门电路来实现交通灯状态的控制和切换。
可以使用与门、或门、非门等逻辑门芯片来实现。
四、实现过程1. 时钟电路的设计：根据555定时器的工作原理，选择合适的电阻和电容值，构建一个稳定的时钟电路。
2. 计数器电路的设计：根据交通灯的切换时间要求，设置计数器的计数值，并将计数器与时钟电路连接，实现计数器的工作。
3. 逻辑门电路的设计：根据交通灯的状态要求，使用逻辑门芯片构建一个交通灯控制电路，实现交通灯的切换和控制。
4. 输入信号的获取：可以使用传感器等设备来获取道路上的车辆、行人等输入信号，并将其与交通灯控制器连接，实现灯的切换。
五、功能扩展1. 灯的数量扩展：可以根据实际需要，扩展交通灯的数量，如添加左转灯、右转灯等。
2. 信号优先级控制：可以根据不同道路的交通状况，设置交通灯的信号优先级，以提高交通效率。
3. 线路保护功能：可以在交通灯控制器中添加线路保护装置，以防止线路过载或短路等故障。
六、总结本文基于数电课程设计了一个简单的交通灯控制器电路，并介绍了其原理和实现过程。
交通灯逻辑控制电路设计
基本要求
1.工作流程：
基本要求
2.工作时序：
基本要求
3.十字路口要有数字显示 置显示器初值为0，当某方向绿灯亮时， 以每秒加1 计数方式工作；当该方向绿灯灭 黄灯亮起时，显示器记到5t，每秒继续加1 计数；直至黄灯灭红灯亮起，显示器加到6t， 十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结 束，而进入下一步某方向的工作循环。 可设 t = 2, 3,……
三、可以使用的器件
74LS164（8位移位寄存器） 74LS161（4位二进制加法计数器） 74LS74 (双D触发器) 74LS04（六反相器） 74LS00（2输入端四与非门） 74LS08（2输入四与门） CC4511（显示译码器） LED（共阴极） 555定时器 若干电阻、电容
七、总结报告
7．安装调试内容，包括：
（1）使用的主要仪器和仪表； （2）调试电路的方法和技巧； （3）测试的数据和波形，并与计算结果比较分析； （4）调试中出现的故障、原因及排除方法。
8．总结设计电路的特点和方案的优缺点,提出
进一步的改进意见和未来的发展。 9．列出所用的元器件 10．列出参考文献
四、设计方案提示
2．交通灯控制器 由波形图可知，计数器每次工作循环周期 为12，所以可以选用12进制计数器。 计数器可以用单触发器组成，也可以用中 规模集成计数器。 提示：选用中规模74LSl64八位移位寄存器组 成扭环形12进制计数器。
四、设计方案提示
3．显示控制部分 显示控制部分，实际是—个定时控制电路。 当绿灯亮时，使加法计数器开始工作，每 来一个秒脉冲，使计数器加1，直到计数器 红灯亮而停止。 提示：译码显示可用七段译码器CC4511 ，显 示器用LED，计数器采用74LSl61。
数电课程设计--交通灯控制逻辑电路设计
数电课程设计--交通灯控制逻辑电路设计江苏科技大学电子信息学院数字电子技术实验课程设计报告指导老师: 李绍鹏学院: 电子信息学院班级: 11403022学生（学号）: 孙磊（1140302219）目录课题一数字电子钟课题二交通灯控制逻辑电路设计（注：由于Quartusii 9.0不支持中文输入，但支持中文复制，所以以下代码文字说明均为后期制作）课题一数字电子钟任务：用文本法设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟要求：1.设计由20mhz有源晶振电路产生标准信号的单元电路；2.时为00~23六十进制计数器，分、秒为00~59六十进制计数器；3.能够显示出时、分、秒；4.具有清零，调节分钟的功能；5.模拟钟摆功能；6.具有整点报时功能，整点报时的同时声响电路发出叫声；7.对时、分、秒单元电路进行仿真并记录。
本文利用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟，并通过仿真和下载，实现其基本功能。
一．顶层文件module top(CLK,SET,EN,RE, //CLK==20MHZ SET调节分钟LED_5,OUT,QH1,QH0,QM1,QM0,QS1,QS0);input CLK,SET,RE,EN;output OUT; //OUT报时output [3:0] QH1,QH0,QM1,QM0,QS1,QS0;output [4:0] LED_5;wireclk1khz,clk250hz,clk1hz,m1,b2,b3,b4;wire [5:0] s1,m2,h3;//---------------分频-----------------------------------------Divu1(CLK,EN,RE,14'd6384,clk1khz);Divu2(clk1khz,EN,RE,14'd16382,clk250hz);Divu3(clk1khz,EN,RE,14'd15884,clk1hz);//-----------------秒s1计数,产生分进位m1------------counteru4(clk1hz,EN,RE,6'd59,m1,s1);BCDturn u5(s1,QS1,QS0);//-----------------分m2计数，产生时进位b3-----------counter u6(b2,EN,RE,6'd59,b3,m2);BCDturn u7(m2,QM1,QM0);//-----------------时h3计数，产生进位b4--------------counter u8(b3,EN,RE,6'd23,b4,h3);BCDturn u9(h3,QH1,QH0);//--------------------模拟钟摆-------------------------------led_ u10(CLK,LED_5);//--------------------整点报时-------------------------------baoshiu11(QM1,QM0,QS1,QS0,OUT);//------------------b2调节分钟---------------------------------assign b2=SET?SET:m1; endmodule二．分频模块module Div(CLK,EN,RE,d,Q); //给d赋初始值input CLK,EN,RE;input [13:0] d;output Q;reg FULL,Q;reg [13:0] c;always@(posedge CLK )beginif(RE)beginc<=d;FULL<=0;endelseif(EN)beginif(c=={14{1'b1}})beginc<=d;FULL<=1;endelsebeginc<=c+1;FULL<=0;endendendalways@(posedge FULL) //得到占空比50%的分频信号beginQ<=~Q;endendmodule三．计数模块module counter(CLK,EN,RE,C,FULL,Q); //EN=1时进行计数，RE=1时清零input CLK,EN,RE; //C 表示N进制，Q为计数结果input [5:0] C;output [5:0]Q;output FULL;reg [5:0]Q;reg FULL;always@(posedge CLK)beginif(RE)beginQ<=0;FULL<=0;endelseif(EN)beginif(Q==C)beginQ<=0;FULL<=1;endelsebeginQ<=Q+1;FULL<=0;endendendendmodule四．BCD译码模块//由于计数使用的二进制，在输出时便需要进行译码，转换成大众所熟悉的十进制表示module BCDturn(indec,qh,ql);input [5:0] indec;output [3:0] qh,ql;reg [3:0] qh,ql;always@(indec)begincase(indec)6'd0:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0000;end6'd1:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0001;end6'd2:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0010;end6'd3:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0011;end6'd4:begin6'd5:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0101;end 6'd6:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0110;end 6'd7:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b0111;end 6'd8:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b1000;end 6'd9:beginqh[3:0]<='b0000;ql[3:0]<='b1001;end 6'd10:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0000;end 6'd11:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0001;end 6'd12:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0010;end 6'd13:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0011;end 6'd14:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0100;end 6'd15:begin6'd16:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0110;end 6'd17:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b0111;end 6'd18:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b1000;end 6'd19:beginqh[3:0]<='b0001;ql[3:0]<='b1001;end 6'd20:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0000;end 6'd21:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0001;end 6'd22:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0010;end 6'd23:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0011;end 6'd24:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0100;end 6'd25:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0101;end 6'd26:begin6'd27:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b0111;end 6'd28:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b1000;end 6'd29:beginqh[3:0]<='b0010;ql[3:0]<='b1001;end 6'd30:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0000;end 6'd31:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0001;end 6'd32:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0010;end 6'd33:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0011;end 6'd34:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0100;end 6'd35:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0101;end 6'd36:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b0110;end 6'd37:begin6'd38:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b1000;end 6'd39:beginqh[3:0]<='b0011;ql[3:0]<='b1001;end 6'd40:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0000;end 6'd41:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0001;end 6'd42:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0010;end 6'd43:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0011;end 6'd44:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0100;end 6'd45:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0101;end 6'd46:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0110;end 6'd47:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b0111;end 6'd48:begin6'd49:beginqh[3:0]<='b0100;ql[3:0]<='b1001;end 6'd50:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0000;end 6'd51:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0001;end 6'd52:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0010;end 6'd53:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0011;end 6'd54:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0100;end 6'd55:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0101;end 6'd56:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0110;end 6'd57:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b0111;end 6'd58:beginqh[3:0]<='b0101;ql[3:0]<='b1000;end 6'd59:begindefault:beginqh[3:0]<='bx;ql[3:0]<='bx;endendcaseendEndmodule五．模拟钟摆模块//该模块对20mhz的clk进行的分频，所得到的8hz（clk_8hz）用作5个LED的时钟脉冲module led_(clk,ledout);input clk;output[4:0]ledout;reg[4:0]ledout;reg[12:0]count0;reg clk_2khz,clk_8hz;reg[6:0]count4;reg[2:0]cnt1;always@(posedge clk)beginif(count0=='d5000)//5000beginclk_2khz<=~clk_2khz;count0<=0;endelsebegincount0<=count0+1;endendalways@(posedge clk_2khz)beginif(count4=='d125) //125beginclk_8hz<=~clk_8hz;count4<=0;endelsebegincount4<=count4+1;endendalways@(posedge clk_8hz)beginif(cnt1=='d7)begincnt1<='d0;endelsebegincnt1<=cnt1+1;endendalways@(cnt1)begincase(cnt1)3'd0:ledout[4:0]<=5'b10000;3'd1:ledout[4:0]<=5'b01000;3'd2:ledout[4:0]<=5'b00100;3'd3:ledout[4:0]<=5'b00010;3'd4:ledout[4:0]<=5'b00001;3'd5:ledout[4:0]<=5'b00010;3'd6:ledout[4:0]<=5'b00100;3'd7:ledout[4:0]<=5'b01000;endcaseendendmodule六．整点报时模块//该模块在49:52,49:54,49:56,49:58~00:00这6个秒段产生高电平，用作报时module baoshi(qmh,qml,qsh,qsl,OUT);input[3:0] qmh,qml,qsh,qsl;output OUT;reg OUT;always@( qmh or qml or qsh or qsl)beginif(qmh==4'd5&&qml==4'd9&&qsh==4'd5& &qsl==4'd2)OUT<=1;elseif(qmh==4'd5&&qml==4'd9&&qsh==4'd5&&q sl==4'd4)OUT<=1;elseif(qmh==4'd5&&qml==4'd9&&qsh==4'd5&&q sl==4'd6)OUT<=1;elseif(qmh==4'd5&&qml==4'd9&&qsh==4'd5& &qsl==4'd8)OUT<=1;elseif(qmh==4'd5&&qml==4'd9&&qsh==4'd5& &qsl==4'd9)OUT<=1;elseif(qmh==4'd0&&qml==4'd0&&qsh==4'd0& &qsl==4'd0)OUT<=1;elseOUT<=0;endendmodule逻辑功能仿真结果：调节分钟：模拟钟摆：通过以上仿真，在实验板上进行测试，管脚锁定：实验最终测试运行良好，并通过验收。
数电交通灯控制电路
课程设计报告课程名称：数字电子技术设计题目：交通灯控制电路设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：课程设计（大作业）任务书目录一、设计目的 (6)二、设计思路 (6)三、设计过程 (6)3.1、方案论证 (6)3.2、单元电路的设计 (9)3.2.1秒脉冲发生器 (9)3.2.2定时器 (11)3.2.3控制器 (12)3.2.4译码电路 (14)3.2.5显示部分 (16)四、系统调试与结果 (17)五、主要元件 (18)六、结论 (18)七、设计心得体会 (18)八、附录 (19)九、参考文献 (19)交通灯控制电路一、设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）了解面包板结构及其接线方法。
（4）了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
（5）学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
（6）熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
二、设计思路（1）设计秒脉冲发生器（2）设计交通灯定时电路（3）设计交通灯控制电路（4）设计交通灯译码电路（5）设计交通灯显示时间电路三、设计过程3.1、方案论证方案：用数电电子技术来实现交通灯控制交通灯控制系统的原理框图如图1-1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，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。
图中：TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，TL=1，否则，TL=0。
TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。
定时时间到，TY=1，否则，TY=0。
ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。
由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
图1-1 系统的原理框图交通灯控制器的ASM 如图1-3所示（1）甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。
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简易交通灯控制逻辑电路设计
一、设计任务与要求
要求实现逻辑功能，在1-3状态循环。
1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；
2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；
3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；
4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。
二、方案设计与论证
1、分解任务要求
任务要求实际上就是4个状态，不妨设：
S1、东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s；
S2、东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s；
S3、南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s；
S4、如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。
【表1】
主电路状态与指示灯状态转换
注:R，G，B＝红，绿，黄灯。
根据【表1】可知，设计电路只需要5组输出端控制指示灯，指示灯都是以2个或4个一组。
总计需要1234=⨯个灯。
2、输出指示灯状态设计（显示电路）
【图1】
显示电路设计▲
3、主电路设计
①、主电路实现S1→S2→S3状态的转换，
↑ ↓
②、另外可以在任何一个状态进入S4，并能恢复正常工作状态。
实现①、②可以用触发器，也可以用锁存器或使能电路。
③、实现S1＝15S ，S2＝5S ，S3＝10S 方案一
①、S1-S3使用2个SR 锁存器，设置00，01，10三个状态。
②、S4使用触发器，当出现紧急情况，触发器由“0”进入S4状态“1”后，
在解除紧急时，恢复“0”，进入S1状态。
③、使用4个JK触发器，实现16位计数。
方案二
①、S1-S3使用2个7473替代的T触发器。
【图2】
1个7473替代的T触发器▲
JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。
②、S4使用或门、非门实现，从【表1】可知：
=
S+
R
1
1S
4
S
S∙
=(不能出现红绿同时亮的情况)
G
S
4
1
1S
S∙
=(不能出现红黄同时亮的情况)
Y
2
4
S
2S
=
S+
R
4
3S
3
S
S∙
=(不能出现红绿同时亮的情况)
G
3
S
3S
4
③、使用74192同步可逆10进制计数器（8421码）2个
方案对比
【表2】
综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。
三、单元电路设计与参数计算
【图3】
总体模块设计▲
1、时钟控制系统：使用上升时序，个位、十位两片74192。
进位关联使用个位TCU ＝十位UP 实现（Terminal Count Up (Carry) Line ）。
数据状态通过判断条件进入选择器74153。
判断条件成立后执行清零。
2、时序Sx 控制：使用7473改装的TFF2个，实现S1→S2→S3状态的转换。
↑↓
3、判断时钟、Sx：判断74192和7473的状态，满足条件输出74192的清零使能和7473的CLK信号。
4、翻译Sx－LED，翻译S1、S2、S3对应LED的5个状态：
,
3
,
2
1
1
,
S3
,
R
S
S
G
S
R
G
S
Y
5、输出调整电路，令紧急电平开关控制LED的状态。
四、总电路工作原理及元器件清单
1．总原理图
【图4】
精品文档
精品文档
2．电路完整工作过程描述（总体工作原理）
【图5】
数据线分配▲
数据线连接
74192工作状态（个位）
02Q Q B =
注：不填＝0
【表5】
74192(2)工作状态（十位）
0Q C =
注：不填＝0
7473工作状态（双T 触发器）
用JKFF 构成TFF
⎩⎨
⎧===⊕===011110000Q T J K Q Q T J K 则有：()
⎩⎨⎧⊕=⊕⊕=1
011
100**Q Q Q Q Q Q Q 使2个T 触发器的4状态循环变为3状态循环，使用1Q 0Q 作系统状态。
10CLK CLK =由选择器74153判断。
【图6】
状态转换图▲
【表7】
74153工作状态（数据选择器）
()()
()()()2Y 1Y ECLR/74153⑤7473747374192074192⑦7473⑥11313220100+=============Q Eb Q Ea C b I b I a I a I b I b I a I a I B B Q A PIN
2Y 1Y ECLR/74153⑤+==CLK PIN
【图7】
74153 Turth Table▲
【图8】74153 Logic Symbol▲
【表8】
74138工作状态（3-8线译码器）
()()y)A(Emergenc ①73737473⑥10===C Q B Q A PIN
C/74192(2)③4110+=+=Y S S R S
0411Y S S G S =∙=
1422Y S S Y S =∙=
C/74192(2)③4333+=+=Y S S R S
3433Y S S G S =∙=
由于74138输出的是Y 而不是Y ，另外需要实现+的逻辑，所以增加G6～G1来调整线路。
后一页附图。
【图9】
74138 Turth Table▲
【图10】
74138 Connection Diagrams▲
【图11】
输出调整电路（G6～G10）▲
【表9】3．元件清单
五、仿真调试与分析
仿真使用EWB5.12。
1、仿真技巧
仿真过程中遇到了很多的问题，在遇到问题后根据除出现的情况按照逻辑真值表进行调整。
使用EWB5.12的一些技术或仿真中的事项标记如下：
①、元件调整：双击原件即可调整原件参数。
如果在运行状态，这个操作会导致总电源的关闭。
②、EWB中有红绿蓝三色灯，而红绿灯需要红绿黄三色，所以模拟中用蓝灯代替黄灯。
③、接线问题：
当且仅当元件、结点不移动的情况下，连线不移动，新接连线会自动调整，可用鼠标移动到线上拖动，若线上出现小方框，说明线太密，不能移动。
连线不能倾斜，全部横向或竖向。
当第三点需要连接在线上是，可以从端点拖动到线上。
EWB不允许出现悬空线，也不允许从导线开始延伸到端点。
要连接两条悬空线AB，可以先利用第三个端点E引一条线到B，再移动E上的线到A。
再弃置E。
④、器件、结点圈选以后可以整体移动。
圈内的器件、结点相对位置不会移动，导线两端均在圈内则不移动，导线两端在圈外亦不移动。
导线一端在圈内，一端在圈外则会自动调整。
⑤、调试、连线过程中使用额外的指示灯，并给跨芯片导线编号有利于检错。
2、仿真记录：
仿真过程中没有发现问题，电路运行正常，“五1⑤”的指示灯状态与LED 红绿灯运行状态匹配。
【表10】
仿真中的关键逻辑电平记录
全部高电平有效
1＝High Level
0＝Low Level
X＝Don’t Care
—＝None
0-5=0 To 5
【图12】
仿真截图
见下一页
附表：文中图、表目录
7473双j-k触发器(带清除端)
负边沿J-K触发器
Dual JK FF(Clr)
JKFF
7473
触发器
Q
K Q J Q JK Q K J Q K J Q K J Q +=++∙+∙=*
7473替代的T 触发器
JK 触发器包含SR 触发器和T 触发器的功能
J=K=T ，则得到T 触发器。
T 触发器
Q T Q T Q +=*
74138 3-8线译码器/多路转换器
双列直插16脚3-8线译码器
3-to-8 DEC
3-To-8-Line Demultiplexer
Decoder/Demultiplexer
使能端S0＝1，使能；S0＝0，禁止。
S2＝S3＝0使能，S2+S3＝1禁止。
输出Y0—Y7为低电平有效。
74153双4选1数据选择器/多路选择器Dual 4-to-1 Data Sel/MUX
Dual 4-input Multiplexer
74153
74192同步可逆计数器(bcd,二进制)
PRESETTABLE BCD/DECADE UP/DOWN COUNTER PRESETTABLE 4-BIT BINARY
UP/DOWN COUNTER
Synchronous Up/Down Decade Counters(dual clock lines)
Synchronous Up/Down Counter。