交通灯控制电路设计_数字系统综合设计(编辑修改稿)

交通灯控制电路设计_数字系统综合设计(编辑修改稿)内容摘要：

，系统又转换到第（ 1）种工作状态。 交通灯以上 4 种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。 设控制器的四种状态编码为 00、 0 1 10，并分别用 S0、 S S S2 表示，则控制器的工作状态及功能如表 2所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。 为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下 表 22规定： 控制状态 信号灯状态 车道运行状态 S0（ 00） 甲绿 、 乙红 甲车道通行，乙车道禁止通行 S1（ 01） 甲黄 、 乙红 甲车道缓行，乙车道禁止通行 S3（ 11） 甲红、乙绿 甲车道禁止通行，乙 车道通行 S2（ 10） 甲红，乙黄 甲车道禁止通行，乙 车道缓行 AG=1 甲车道绿灯亮 甲车道通行 BG=1 乙车道绿灯亮 乙车道通行 AY=1 甲车道黄灯亮 甲车道缓行 BY=1 乙车道黄灯亮 乙车道缓行 AR=1 甲车道红灯亮 甲车道禁止通行 BR=1 乙车道红灯亮 乙车道禁止通行 表 22状态转化表 由此得到交通灯的 ASM 图，如 图 23 所示。 设控制器的初始状态为 S0（用状态框表示 S0），当 S0 的持续时间小于 25 秒时， TL=0（用判断框表示 TL），控制器保持 S0 不变。 只有当 S0 的持续时间等于 25 秒时， TL=1，控制器发出状态转换信号 ST（用条件输出框表示 ST），并转换到下一个工 作状态。 数 字 系 统 综 合 设 计 （论 文） 7 图 23 交通灯的 ASM图 交通灯控制电路的控制核心模块设计 秒脉冲发生器 的设计 秒脉冲发生器由 NE555 电路及外围电路组成，其中 R9=15K 、R8=68K,C3=10uF 的电阻电容值决 定了脉冲宽度。 既 T=(R8+2R9)C2ln2 当 T=1S，即可凑出 R R C3 其中 C3= 是为了保持输出的波形的稳定。 如图 24 所示， R9=68K、 C3=10uF 组成一个串联 RC 充放电电路，在 NE555的 7 脚上输出一个方波信号， C3 上得到一个三角波。 此三角波送到 NE555 的 2脚输入端。 由 NE555 内部的比较器和门电路共同作用，维持 7 脚上的方波信号和3 脚上的输出方波。 S0 00 AG BR TL ST 0 1 S1 01 AY BR TY ST ST S4 11 AR BY S3 10 AR BG TY TL ST 0 1 0 1 1 0 数 字 系 统 综 合 设 计 （论 文） 8 图 23 秒脉冲发生器原理图 定时 器 的设计 定时器由与系统秒脉冲（由时钟脉冲产生器提供）同步的计数器构成，要求计数器在状态信号 ST 作用下，首先清零，然后在时钟脉冲上升沿作用下，计数器从零开始进行增 1 计数，向控制器提供模 5 的定时信号 TY 和模 25 的定时信号TL。 计数器选用集成电路 74LS160 进行设计较简便。 74LS160 是 10 进制同步 加法 计数器，它具有 异步 清零、同步置数的功能。 74LS160 功能表如表 24 所示。 表 24 74LS160功能表 CLK RD’ LD’ EP ET 工作状态 X ↑ X X ↑ 0 1 1 1 1 X 0 1 1 1 X X X X 0 1 X 0 1 1 置零 预置数 保持 保持 （ C=0） 计数 数 字 系 统 综 合 设 计 （论 文） 9表中 RD’是低电平有效的同步清零输入端， LD’是低电平有效才同步并行置数控制端， EP、 ET 是计 图 23 交通灯的 ASM 图数控制端， CO 是进位输出端，D0～ D3 是并行数据输入端， Q0～ Q 3 是数据输出 端。 设计如图 25 图 25 交通灯定时器 其工作原理为：由秒脉冲发生器产生的秒脉冲 CLK 分别送给两个 74LS160的清零端 9 处。 如图所示：输入端 分别接地 .。 U1 的 7 和 10 由 U2 的 114 经过与门相与后相连。 .即：只有当时 1 14 处产生一个高电平脉冲时才能触发 U1 中的 14产生脉冲。 当 U13C74LS04的 ST信号分别送给 U1 和 U2 的 LOAD。 就可以得到 TY 和 TY 非是秒脉冲的 5 倍； TL 和。