題目：交通燈控制電路的設(shè)計(jì) 要求： 1、 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈

1、題目：交通燈控制電路的設(shè)計(jì)要求：1、 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間都設(shè)為45秒。2、 在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5秒鐘，才能變換運(yùn)行車道；3、 黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。4、 甲、乙車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程如下:（1） 甲、乙干道交替通行，通行時(shí)間設(shè)定為45秒。（2） 每次綠燈換紅燈前，黃燈先亮5秒時(shí)間，用以等待十字路口內(nèi)滯留車通過(guò)。（3） 黃燈亮?xí)r，每秒閃一次。（4） 甲乙干道通行時(shí)間和黃燈的時(shí)間均由同一計(jì)數(shù)器按減計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)。（5） 在減計(jì)數(shù)器回零

2、瞬間完成十字路口通行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換（換燈）。（6） 計(jì)數(shù)器的狀態(tài)由顯示器件庫(kù)中的帶譯碼的數(shù)碼管顯示，紅、黃、綠三色信號(hào)燈由顯示器件庫(kù)中的指示燈模擬。（7） 由于道路的交通燈是對(duì)稱的，所以只需設(shè)計(jì)2組交通燈。甲車道乙車道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)系統(tǒng)工作流程要求，設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖所示. 秒脈沖發(fā)生器（555）置數(shù)控制（74465）可預(yù)制遞減計(jì)數(shù)器譯碼器狀態(tài)譯碼器（74163）數(shù)碼顯示管信號(hào)燈元器件選擇介紹與單元電路設(shè)計(jì)：元器件選擇介紹：174190芯片(十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器)：vcc接電源，gnd接地，abcd為輸入數(shù)據(jù)端，當(dāng)load端接低點(diǎn)平時(shí)輸入有效，clr為清零端，clk端輸入時(shí)鐘脈沖（高電平有效），c

3、ten端輸入低電平，u/d輸入高電平（低電平從小到大計(jì)數(shù)），qd、qb、qc、qa為數(shù)據(jù)輸出端，與四針腳的數(shù)碼管相連接，輸出為8421碼，當(dāng)數(shù)碼管顯示為0時(shí)，rco端將輸出一個(gè)低電平。功能表cten | d/u | clk | load | a b c d | qa qb qc qd max/min rco- |- |- |- |- |- 0 | x | x | 0 | x x x x | a b c d 1* 2* 0 | 1 | pos | 1 | x x x x | count down 1* 2* 0 | 0 | pos | 1 | x x x x | count up 1* 2* 1

4、 | x | x | x | x x x x | qa0 qb0 qc0 qd0 1* 2*1* = during the up count max/min goes high at count 9, during the down count max/min goes high at count 0.2* = during the up count rco goes low at count 9, during the down count rco goes low at count 0.2163芯片（四位二進(jìn)制遞增集成計(jì)數(shù)器）：vcc接電源，gnd接地，clk端輸入時(shí)鐘脈沖（高電平有效），

5、clr端，ent端，load端，enp端輸入高電平，qa，qb為輸出， 功能表clr | load | enp | ent | clk | a b d c | qa qb qc qd rco- |- |- |- |- |- |- 0 | x | x | x | x | x x x x | 0 0 0 0 0 1 | 0 | 0 | 0 | pos | x x x x | a b c d *1 1 | 1 | 1 | 1 | pos | x x x x | count *1 1 | 1 | 1 | x | x | x x x x | qa0 qb0 qc0 qd0 *1 1 | 1 | x |

6、1 | x | x x x x | qa0 qb0 qc0 qd0 *1*1 - rco goes high at count 15 to 0.374465芯片（八路單向三態(tài)傳輸門）：vcc接電源，gnd接地， g1 ，g2接低電平，a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8為輸入端，y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8為輸出端。本實(shí)驗(yàn)以8421碼輸入，通過(guò)芯片以8421碼輸出。功能表_ _ inputs | outputs g1 g2 | a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 | y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 | 0 0 | x x x x x x

7、x x | a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 x x | x x x x x x x x | z z z z z z z z z = high impedance (off)單元電路設(shè)計(jì)1狀態(tài)控制器、狀態(tài)譯碼器由流程圖可見，系統(tǒng)有4種不同的工作狀態(tài)，選用四位二進(jìn)制遞增集成計(jì)數(shù)器74163芯片作狀態(tài)控制器，取低兩位輸出qb、qa作狀態(tài)控制器的輸出。4種不同的工作狀態(tài)分別為00、01、10、11。 以狀態(tài)控制器輸出（qa、qb）作譯碼器的輸入變量，根據(jù)四個(gè)不同通行狀態(tài)對(duì)助、乙干道信三色號(hào)燈的控制要求，列出燈控函數(shù)真值表，如表所示。燈控函數(shù)真值表經(jīng)化簡(jiǎn)獲得六個(gè)函數(shù):根據(jù)函數(shù)邏輯表達(dá)式，

8、可畫出狀態(tài)譯碼器電路。將狀態(tài)控制器、狀態(tài)譯碼器以及模擬三色信號(hào)燈相連接，構(gòu)成信號(hào)燈轉(zhuǎn)換控制電路如圖所示。（2）遞減計(jì)時(shí)器。 選用兩片74190十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器構(gòu)成2位十進(jìn)制可預(yù)置數(shù)的遞減計(jì)數(shù)器，兩片計(jì)數(shù)器之間采用異步級(jí)連方式（如圖所示），利用個(gè)位計(jì)數(shù)器的借位輸出脈沖（rco）直接作為十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖（clk），個(gè)位計(jì)數(shù)器輸入秒脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖。選用兩只帶譯碼功能的顯示數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)兩位十進(jìn)制數(shù)顯示。d1、c1、b1、a1、和d0、c0、b0、a0是十位和個(gè)位計(jì)數(shù)器的8421碼置數(shù)輸入端。由74190功能表可知，該計(jì)數(shù)器在零狀態(tài)時(shí)rco端輸出低電平。我們將個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器的rco端通過(guò)或門 控制

9、兩片計(jì)數(shù)器的置數(shù)控制端load（低電平有效），從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)至“00”狀態(tài)瞬間完成置數(shù)的要求與輸出脈沖改變交通燈的顏色的信號(hào)。通過(guò)8421碼置數(shù)輸入端，可以選擇100以內(nèi)自由選擇的定時(shí)要求。（3） 遞減計(jì)數(shù)器的分時(shí)置數(shù)控制電路。 我們用同一遞減計(jì)數(shù)器分時(shí)顯示甲、乙干道通行時(shí)間和甲乙干道通行轉(zhuǎn)換中黃燈亮的時(shí)間，如圖所示。選用三片74465八路單向三態(tài)傳輸門實(shí)現(xiàn)的遞減計(jì)數(shù)器分時(shí)置數(shù)控制電路。三片74465輸入打分別以8421bcd碼形式設(shè)定甲、乙干道通行時(shí)間和黃燈亮的時(shí)間，輸出端分別按高、低位對(duì)應(yīng)關(guān)系并聯(lián)后按d7d0由高位到低位排列后，接到遞減計(jì)數(shù)器的置數(shù)輸入端。三片74465的選通控制端g2分別命名為ag、ag和ay，由甲、乙干道的綠燈和黃燈分別選通（低電平有效），完成對(duì)遞減計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)。三片74465任何時(shí)刻只能有一片選通，其他兩片輸出端均處于高阻態(tài)。這樣就可以滿足選擇100以內(nèi)自由選擇的定時(shí)要求。（4）秒脈沖發(fā)生器。 秒脈沖發(fā)生器可由555多諧振蕩器構(gòu)成。根據(jù)f=1/