實驗六交通燈定時控制系統(tǒng)

1、實驗六、交通燈定時控制系統(tǒng)實驗六、交通燈定時控制系統(tǒng) 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1.進(jìn)一步了解計數(shù)器的功能及使用。進(jìn)一步了解計數(shù)器的功能及使用。 2.掌握各種進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計方法。掌握各種進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計方法。 3.熟悉數(shù)字電子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。熟悉數(shù)字電子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。 二、設(shè)計任務(wù)與要求二、設(shè)計任務(wù)與要求 1.1.基本內(nèi)容基本內(nèi)容 設(shè)計一個十字路口交通信號燈顯示控制系統(tǒng)，要設(shè)計一個十字路口交通信號燈顯示控制系統(tǒng)，要求如下：求如下： 十字路口設(shè)有紅、黃、綠指示燈，主支干道交替十字路口設(shè)有紅、黃、綠指示燈，主支干道交替通行，有數(shù)字顯示通行時間，以秒為單位作減法計通行，有數(shù)字顯示通行時間，以

2、秒為單位作減法計數(shù)。數(shù)。 （1 1）主干道綠燈、支干道紅燈時，顯示時間為）主干道綠燈、支干道紅燈時，顯示時間為 9 9秒；秒； （2 2）主干道黃燈、支干道紅燈時，顯示時間為）主干道黃燈、支干道紅燈時，顯示時間為 3 3秒；秒； （3 3）支干道綠燈、主干道紅燈時，顯示時間為）支干道綠燈、主干道紅燈時，顯示時間為 6 6秒；秒； （4 4）支干道黃燈、主干道紅燈時，顯示時間為）支干道黃燈、主干道紅燈時，顯示時間為 3 3秒，秒，依次循環(huán)。依次循環(huán)。 主主 北北 干干 道道 西西 支干道支干道 主主 東東 南南 2.2.擴(kuò)展內(nèi)容（仿真）擴(kuò)展內(nèi)容（仿真） （1）設(shè)計實現(xiàn)右圖中燈）設(shè)計實現(xiàn)右圖中燈的

3、閃爍；的閃爍； （2）設(shè)計滿足主、支干）設(shè)計滿足主、支干道以道以2位數(shù)（位數(shù)（2片片190）計時，即實現(xiàn)計數(shù)器的計時，即實現(xiàn)計數(shù)器的30、20秒倒計時。秒倒計時。 三、實驗原理三、實驗原理 信號燈四種不同的狀態(tài)分別用信號燈四種不同的狀態(tài)分別用S0(主綠燈主綠燈亮，支紅燈亮亮，支紅燈亮)、S1(主黃燈亮，支紅燈亮主黃燈亮，支紅燈亮)、S2(主紅燈亮，支綠燈亮主紅燈亮，支綠燈亮)、S3(主紅燈，支黃主紅燈，支黃燈亮燈亮)表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖表示，其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3所示。所示。 圖圖3 狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 主、支干道上紅、黃、綠信號燈的狀態(tài)主要主、支干道上

4、紅、黃、綠信號燈的狀態(tài)主要取決于狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)。它們之間的關(guān)系取決于狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)。它們之間的關(guān)系見表見表1。對于信號燈的狀態(tài)，。對于信號燈的狀態(tài)，“1”表示燈亮，表示燈亮，“0”表示燈滅。表示燈滅。 表表1 信號燈信號的狀態(tài)表信號燈信號的狀態(tài)表 狀態(tài)控制器輸出狀態(tài)控制器輸出 主干道信號燈主干道信號燈 支干道信號燈支干道信號燈 Q2 0 0 1 1 Q1 0 1 0 1 R（紅）（紅） Y（黃）（黃） G（綠）（綠） r（紅）（紅） y（黃）（黃） g（綠）（綠） 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 交通燈定時顯示控制系統(tǒng)

5、參考框圖交通燈定時顯示控制系統(tǒng)參考框圖 數(shù)字?jǐn)?shù)字顯示顯示 數(shù)字?jǐn)?shù)字顯示顯示 時鐘脈沖時鐘脈沖 必必 要要 的的 門門 電電 路路 主綠燈主綠燈 主黃燈主黃燈 主紅燈主紅燈 支綠燈支綠燈 支黃燈支黃燈支紅燈支紅燈 用用74LS190做減法計數(shù)做減法計數(shù)器，預(yù)置數(shù)器，預(yù)置數(shù) 分別為分別為9、3、6、3秒，減秒，減到零時給到零時給74LS161一一個脈沖，并個脈沖，并且本身置數(shù)且本身置數(shù) 用計數(shù)器用計數(shù)器74LS161構(gòu)構(gòu)成四進(jìn)制計成四進(jìn)制計數(shù)器數(shù)器 時鐘 用三用三八線譯八線譯碼器碼器74LS138控制紅、綠、控制紅、綠、黃信號燈黃信號燈 注意：注意： 74LS190的預(yù)置數(shù)分別為的預(yù)置數(shù)分別為9、

6、3、6、 3秒時秒時 A、B、C、D是怎樣控制的是怎樣控制的 四、實驗儀器、設(shè)備與器件四、實驗儀器、設(shè)備與器件 1. 電子技術(shù)綜合實驗箱；電子技術(shù)綜合實驗箱； 2.集成電路：集成電路：74LS161、74LS138、 74LS32、 74LS00、74LS04 、74LS190。 五、實驗內(nèi)容與步驟五、實驗內(nèi)容與步驟 1.按照設(shè)計要求設(shè)計電路圖按照設(shè)計要求設(shè)計電路圖 2.在實驗儀上安裝電路，檢查實驗電路接線無在實驗儀上安裝電路，檢查實驗電路接線無 誤之后接通電源。擬定測試內(nèi)容及步驟，選誤之后接通電源。擬定測試內(nèi)容及步驟，選 擇測試儀器，列出有關(guān)的測試表格。進(jìn)行單擇測試儀器，列出有關(guān)的測試表格。

7、進(jìn)行單 元電路調(diào)試和整機(jī)調(diào)試。元電路調(diào)試和整機(jī)調(diào)試。 3.擴(kuò)展內(nèi)容用擴(kuò)展內(nèi)容用Multisim 7軟件仿真。軟件仿真。 六、實驗報告要求六、實驗報告要求 1.寫出設(shè)計內(nèi)容與步驟，畫出十字路口交寫出設(shè)計內(nèi)容與步驟，畫出十字路口交 通燈信號控制器的電路圖，列出元器件通燈信號控制器的電路圖，列出元器件 清單。清單。 2.整理實驗記錄，并對結(jié)果進(jìn)行分析。整理實驗記錄，并對結(jié)果進(jìn)行分析。 3.說明故障原因，并對邏輯圖各部分加以說明故障原因，并對邏輯圖各部分加以 分析。分析。 4.寫出總結(jié)報告，設(shè)計收獲及體會。寫出總結(jié)報告，設(shè)計收獲及體會。 74LSXX管腳排列 1 1A 2 1B 3 1Y Vcc 14

8、 4B 13 4A 12 4Y 11 3B 10 3A 9 3Y 8 1 1A 2 1B 3 1Y Vcc 14 4B 13 4A 12 4Y 11 3B 10 3A 9 3Y 8 1 1A 2 1B 3 1Y Vcc 14 4B 13 4A 12 4Y 11 3B 10 3A 9 3Y 8 4 2A 5 2B 4 2A 5 2B 4 2A 5 2B 6 2Y 7 GND 6 2Y 7 GND 6 2Y 7 GND 四2輸入與非門 74LS00 F=AB 四2輸入與門 74LS08 F=AB 四2輸入異或門 74LS86 1 1CP 1 1Rd 2 1D 3 1CP 4 1Sd 5 1Q Vcc 14 2Rd 13 2D 12 2CP 11 2Sd 10 2Q 9 2 1K 3 1J Vcc 16 1 1A 2 2A 3 2B 4 2C 5 2D 6 2Y 7 GND Vcc 14 1C 13 1B 12 1F 11 1E 10 1D 9 1Y 8 1 1A 2 1B 3 2A 4 2B 5 2C 6 2Y 7 GND Vcc 14 1C 13 1Y 12 3C 11 3B 10 3A 9 3Y 8 1Rd 15 2Rd 14 2CP 13 2K 12