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、實驗目的一、實驗目的 1.進一步了解計數(shù)器的功能及使用。進一步了解計數(shù)器的功能及使用。 2.掌握各種進制計數(shù)器的設計方法。掌握各種進制計數(shù)器的設計方法。 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、設計任務與要求二、設計任務與要求 1.1.基本內(nèi)容基本內(nèi)容 設計一個十字路口交通信號燈顯示控制系統(tǒng)，要設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： 十字路口設有紅、黃、綠指示燈，主支干道交替十字路口設有紅、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.擴展內(nèi)容（仿真）擴展內(nèi)容（仿真） （1）設計實現(xiàn)右圖中燈）設計實現(xiàn)右圖中燈的

3、閃爍；的閃爍； （2）設計滿足主、支干）設計滿足主、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)字數(shù)字顯示顯示 數(shù)字數(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，預置數(shù)器，預置數(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)成四進制計成四進制計數(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的預置數(shù)分別為的預置數(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、設備與器件四、實驗儀器、設備與器件 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.按照設計要求設計電路圖按照設計要求設計電路圖 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。進行單擇測試儀器，列出有關(guān)的測試表格。

7、進行單 元電路調(diào)試和整機調(diào)試。元電路調(diào)試和整機調(diào)試。 3.擴展內(nèi)容用擴展內(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.寫出設計內(nèi)容與步驟，畫出十字路口交寫出設計內(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)果進行分析。整理實驗記錄，并對結(jié)果進行分析。 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，設計收獲及體會。寫出總結(jié)報告，設計收獲及體會。 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