图1 交通灯整体框图
因此，用定时器分别产生三个时间间隔后，向控制器发出“时间已到”的信号，控制器根据定时器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号并发出清零信号ST，定时器开始清零，准备重新计时。
交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2、S3表示。
S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许车辆通行，支干道禁止车辆通行。当主干道绿灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S1状态：主干道黄灯亮，支干道红灯亮，此时主干道允许超过停车线的车辆继续通行，而未超过停车线的车辆禁止通行，支干道禁止车辆通行。当主干道黄灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S2状态：主干道红灯亮，支干道绿灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许车辆通行，当支干道绿灯亮够规定时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态。
S3状态：主干道红灯亮，支干道黄灯亮。此时主干道禁止车辆通行，支干道允许超过停车线的车辆通行，而未超过停车线的车辆禁止通行。当支干道红灯亮够规定的时间后，控制器发出状态转换信号，系统进入下一个状态------S0状态。
S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、11、10，由此得到控制器的状态，如表1所示。
表1 状态转换表
状态
主干道 支干道 时间（s）
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S0 S1 S2 S3
绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行 黄灯亮，停车
红灯亮，禁止通行
45 5 25 5
红灯亮，禁止通行 绿灯亮，允许通行 红灯亮，禁止通行
黄灯亮，，停车
图2画出了控制器的状态转换图，其中TL、 TS、TY为控制器的输入信号，ST为控制器的输出信号。
图2控制器状态转换图
第二章 单元电路设计与分析
2.1.秒脉冲信号发生器的设计：
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图2 秒脉冲信号发生器
2.2定时器的设计：
用74LS192直接构成减计数器，在秒脉冲信号上升沿的作用下，实现从预置数字开始减计数，计数器输出零时产生时间到信号，三组计数器分别产生M5、M25、M45的信号，即TY、TS、TL的时间信号。在JK触发器状态发生转换时进行异步置数开始下一轮计数。
74LS192是双时钟同步二进制可逆计数器，用它进行减计数与数字显示倒计时相符合。并且是十进制计数器可以直接与自带译码器的现实管相连十分方便。置数端需要输入数字但同时可以满足各种时间要求的状态转换，在条件变化时即所要求的红绿灯亮的时间发生改变时可以很方便的通过改变置数来改变。用74ls192设计方便，容易调整，而且由于经常应用，因而使用起来较方便。因而选择方案（Ⅱ）。
1) 功能介绍
74ls192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能。管脚图和功能表分别为图5和表2
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图3 74ls192管脚图
表 2 74LS192功能表 CPU X X 1 ↑ CPD X X ↑ 1 CLR 0 1 0 0 LOAD 0 X 1 1 工作状态 置数 清零 减计数 加计数
74LS192是8421编码的十进制可逆计数器，管脚12、13是低电平有效的进位端与借位端用于计数器的级联，4、5管脚分别是减与加脉冲输入端，高电平有效。 2) 设计应用
共用五块74LS192芯片，分三组，一片自己构成5秒时间到控制计时器，两片级联构成25秒时间到控制计时器，其余两片级联构成45秒时间到控制计时器。
当5秒计时器输出为零时说明5秒时间按到，此时由于是减计数器，其借位端BO将会输出低电平，经非门转换后作为时间到信号送到JK触发器即信号Ts。
当25秒计时器组输出为零时说明25秒时间按到，此时由于是减计数器，其借位端BO将会输出低电平，经非门转换后作为时间到信号送到JK触发器即信号Ty。
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当5秒计时器输出为零时说明25秒时间按到，此时由于是减计数器，其借位端BO将会输出低电平，经非门转换后作为时间到信号送到JK触发器即信号TL。
当JK触发器的状态发生改变时，即信号ST有效时5片74ls192同时异步重置数重新开始计数。 电路图如图6所示：
图4 计时控制电路
2.3控制器的设计： 方案一
列出状态转换表，如表3所示。选用两个触发器作为时序寄存器产生四种状态，控制器的转换条件为TL、TY、TS，以及Qn、Qn+1的状态。当控制器处于Q1nQ0n = 00 状态时，如果TL=0，则控制器保持在00状态；如果TL=1，则控制器转换到Q1n+1Q0n+1=01状态。这两种情况与条件TY和TS无关，所以无关项用“×”表示。其余情况依次类推，同时列出状态转换信号ST。
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