设计一个十字路口交通灯控制电路.doc

多学时电子技术综合设计报告
时间：2014春季学期 学号：1120810226 姓名：余海涛

02．设计一个十字路口交通灯控制电路

一、设计要求：
要求：东西方向通行（南北方向禁止通行）——东西向绿灯亮10秒（南北方向禁止通行红灯亮15秒）后东西向黄灯亮5秒；接着南北方向通行（东西方向禁止通行）——南北向绿灯亮10秒（东西方向禁止通行红灯亮15秒）后南北向黄灯亮5秒；黄灯亮时，蜂鸣器发出警告声响。如图综合图2所示。
二、设计原理：
①用两片74LS161芯片组合成30进制的计数器，其中第一个芯片是16进制的计数器；
②通过逻辑关系，分别用逻辑门控制1道和2道的红、黄、绿的亮灭，其真值表如下：
脉冲次数
Q5
Q4
Q3
Q2
Q1
Q0
1绿
1黄
1红
2绿
2黄
2红
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
2
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
3
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
4
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
5
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
6
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
7
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
1
8
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
9
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
10
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
11
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
12
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
13
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
14
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
15
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
16
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
17
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
18
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
19
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
20
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
21
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
22
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
23
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
24
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
25
0
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
26
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
27
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
28
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
29
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
30
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
③用数码管显示计数。

三、方案选择：
①本方案采用两片二进制芯片74LS161组合成30进制的计数器来产生不同脉冲。
②在组合成30进制的计数器时，我采用的是个位上是16进制（即输出1111时进位），当出现“11101”是通过八输入与非门反馈清零，得到30进制的计数器。这样做的原因是输出的脉冲信号连续（即从00000到11010），利于列卡诺图化简逻辑关系。正是因为如此，所以下图最后左边数码管（高位）的显示“1”代表十进制中的16，右边数码管（低位）显示的0代表十进制中的0；1代表十进制中的1；2代表十进制中的2；3代表十进制中的3；4代表十进制中的4；5代表十进制中的5；6代表十进制中的6；7代表十进制中的7；8代表十进制中的8；9代表十进制中的9；代表十进制中的10；代表十进制中的11；代表十进制中12；代表十进制中13； 代表十进制中14；代表十进制中15。

上图显示的是由两片74LS16芯片组成的30进制计数器，当第30脉冲来临时由于八输入与非门的作用，使得两个芯片的CLR输入端置零，因此整个计数器清零，采用的是反馈复位法。
四、元器件选择及参数计算：
74LS161两片、74LS02一个二输入四或非门、74LS27一个三输入三或非门、74LS08 一个二输入四与门、74LS21三个四输入二与门、函数信号发生器一个用于产生触发脉冲、74LS30一个八输入与非门、74LS05一个集电极开路六反相器、红黄绿灯各两个、蜂鸣器一个、74LS32两个二输入端四或门、导线若干。
五、设计电路：
1、第一秒：

2、 第十秒：

3、第15秒：

4、第25秒：

5、第30秒：

6、 总电路图：

四、 设计总结：
1、调试过程中遇到的问题：
在连好电路进行调试时，并不能按预期顺序实现交通灯的控制，南北向绿灯正常亮10秒钟后，黄灯接着闪亮一次，再亮五秒。
2、对所遇到问题的分析、处理、解决方法：
对逻辑电路进行检查后，我发现由于我把输出端的与非关系错误的连成了与的关系，主要是由于卡诺图化简时出了问题，后来我把所有的化简重新化简了一遍，找出了毛病。
3、设计收获和心得体会：
通过这次设计，我第一次使用161的进位功能，加深了对161的理解。另外开始设计时头脑一片空白，后来经过列真值表，写出逻辑关系式，发现问题的思路非常简单。