数字逻辑课程设计报告
——交通灯控制器
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一 实验目的
通过本次实习利用所给器材和要实现的电路功能结合理论知识实际要求设
计出合理的电路，达到深刻理解理论知识和其与实际运用的差异，初步掌握模拟与数字逻辑电路系统设计的基本方法。
二 实验任务与要求
红绿灯交通信号系统外观示意图如图所示。
红 黄 绿
红灯 黄灯 绿灯 灯 灯 灯 倒计数 计时器 1．在十字路口的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．设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间是20s，另一个方向上绿灯亮的时间是30s，黄灯亮的的时间都是5s。
3．用两组数码管，实现双向倒计时显示。
4.选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止。当特殊情况出现后，按下自动控制开关，恢复正常状态。
三 使用元件
①元件清单
1.74ls161 (三个 2.74ls139（一个）3.74ls555（一个）4.74ls48（两个） 5.74ls00（两个）6.74ls04（两个）7.74ls08（一个）
②元件管脚和功能表
CLRCLKABCDENPGND12345678161514VCCRCOQAQBQCQDENTLD输入CLRLDCLKENPENTQALHHHHXLLLHXXXX0HXX0XHLA74161功能表输出QBLBQCLCQDLD74161131211109保持,RCO=0保持计数
74ls161管脚及其功能表
1G1A1B1Y01Y11Y21Y3GND12345678161514VCC2G2A2B2Y02Y12Y22Y3GHLLLL74139功能表输入BXLLHHAXLHLHY0HLHHH输出Y1HHLHHY2HHHLHY3HHHHL74139131211109 74ls139及其功能表
Vcc16f15g14a13b12c11d10e974481B2C3456D7A8GNDLTBI/RBORBI 74ls48的管脚和功能表 74ls00管
脚
74ls08管脚 74ls04管脚
四、设计思路概述：
1．任务分析：
交通灯控制器主要实现两部分功能：
①东西、南北双向通路的红、绿、黄灯控制； ②东西向主通路的倒计时显示。
2. 时序电路框图：
3.具体功能分析：
此电路为十字路口交通灯控制电路，要求东西向和南北向不能同时出现绿（黄）灯，发生“撞车”现象。即当某一方向为绿灯或黄灯时，另一方向必为红灯。东西向主通路有倒计时显示。 4.功能器件说明：
脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波振荡器，由其产生周期为1s的时钟脉冲信号。计时控制部分主要由两片74LS161（十六进制同步加法计数器）、74LS74（边沿D触发器）及逻辑门电路构成。产生30s、20s和5s的倒计时信号。彩灯控制部分将计时控制部分输出的信号通过逻辑门电路及
74LS139（双2—4线译码器）产生控制信号，控制彩灯按照响应时序显示，并将74LS139的输出信号反馈回计时控制部分实现三种倒计时之间的切换。数字显示部分主要由74LS48（7段显示译码器）、74LS04（反相器）及8段共阴极数码管构成，通过接入计时控制部分的信号实现倒计时显示。
四．单元电路的设计 1.时钟产生模块： R14.7kRVCC48U3QDC375CV2GNDR2150kTRTH61555C20.1ufC14.7uf 脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波震荡器，其中器件参数分别为R1=4.7kR2=150kΩ，C1=4.7μF，C2=0.01 μF。产生的时钟脉冲为周期T=1s的方波。电容C1充电时，暂稳态持续时间为tw1=0.7(R1+R2)C=0.7×(150k+4.7k) ×4.7μ≈0.5s电容C1放电时，暂稳态持续时间为tw2=0.7R2C=0.7×150k×4.7μ≈0.5s因此，电路输出矩形脉冲的周期为T= tw1＋tw2≈1s输出占空比为q= tw1/T≈50%。
2.状态转换模块：