1、电子技术课程设计报告交通信号灯控制器电子技术课程设计报告题目：交通信号灯控制器学生姓名 张晓童 专 业 自动化 学 号 3012203174 指导教师 孙彪 日 期 20141215-20141230 一、完成课题的工作基础和实验条件 1工作基础 在数字电子技术基础教程的学习基础上，由可预置的十进制同步加/ 减计数器74192，与非门等设计数字电路，利用max+plus和EDA开发系统自动完成红黄绿黄红工作循环。 2实验条件 （1）GW48系列EDA/SOC实验开发系统。提供有目标芯片FPGA-型号EP1K30TC144-3、数码显示器、二极管、三极管、钮子开关、晶振等资源。（2）电路设计建议
2、采用下列器件：74175、74147、74192、7448、ANDX、ORX、NOT等二、设计任务和要求 1. 基本要求（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间30s。（2）东西方向与南北方向黄灯亮，时间3s。（3）南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20s。 2. 另加功能 数码管能显示交通信号灯倒计时的时间 三、设计原理分析1 使用芯片分析74192图74192集成计数器的逻辑功能表：清零预置使能预置数据输入数据输出 R0LDCPUCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0 HLLLL LLDCBADCBA LH上升沿H加法计数 LHH上升沿减法计数192 为可预置的十进制同步加/ 减计数器
3、， 共有54192/74192，54LS192/74LS192 两种线路结构形式。其主要电特性的典型值如下：192 的清除端是异步的。当清除端（LR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。192 的预置是异步的。当置入控制端（LD）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0Q3）即可预置成与数据输入端（AD）相一致的状态。192 的计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4 个触发器上而实现。在CPD、CPU上升沿作用下Q0Q3 同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。2 总体设
4、计方案 3 控制器设计绿红黄灯工作分四个阶段，即控制器有四个状态T0、T1、T2，T3。在状态T0停留30秒，此间 红灯亮，然后转至状态T1。在状态T1停留3秒，此间黄灯亮。然后转至T2，在状态T2下，绿灯亮20秒。然后转至T3状态，黄灯亮3秒。再转至 T0状态循环。红绿灯控制系统由控制器、定时器、数码管显示电路组成。控制器有4个状态信号：T0、T1、T2和T3，编码分别为00、01、10、11。由Q1Q0表示。一个输出信号W：表示状态转换。4个状态信号分别控制绿红黄三种颜色的灯。W是计数器的回零信号。控制器电路图如下： 4 定时器设计定时器选用可逆计数器74192，它提供30、3、20、3秒
5、的定时信号分别控制控制器状态的转换，当倒计数到零时，计数器产生的回零信号W提供给控制器，使不同颜色交通灯状态发生跳转。计数器由两片74192构成，由双D触发器的输出Q1Q0决定预置时间，Q1Q0=00时，预置时间为30秒，Q1Q0=01时，预置时间为3秒，Q1Q0=10时，预置时间为20秒，Q1Q0=11时，预置时间为3秒。当倒计数到零时，由两个借位输出端B0产生信号通过延时电路控制LD端置数。定时器部分电路：5 红绿灯显示电路控制器状态与信号灯的关系状态Q1Q0GYR000110110010 01011000由上表可知，G=Q10 Y=Q0 R=10可以用门电路实现。红绿灯显示电路：6 数码
6、管显示部分 使用实验台模式9，由于实验台上与数码管相连有7段显示译码器，在输出时可以直接输出4位二进制数由实验台将数字转换成7段码显示。 实验台模式9电路图：7 总电路图四、仿真与调试 六、总结首先这次课程设计是成功的，运用了数电课程知识完全独立自主地进行了设计。在上学期上数字电路课程以及数字电路实验课程的时候，对各类芯片的了解与掌握并不是很好。特别是上实验课的时候，都是根据老师提供的引脚图而进行连接芯片的。而通过这一次的课程设计，不但使我对各类芯片的功能及工作原理的认识有了进一步的提高，而且加强了我的动手能力。仿真测试正确后，将设计编程下载进选定的目标器件中，作进一步的硬件测试时，出现好几次错误，仔细检查，发现理论有问题。经过此次的课程设计，让我明白了，仿真是绝对理想的东西。理论与实际总是有差距的，在实际没有证实前，再好的理论它终究还是理论。还有就是自信是必须的但也不能够太过乐观，因为即使准备的在充分，总是还有突发情况需要我们面对。同时，课程设计也是个需要耐心的事，心急吃不了热豆腐，只有一步一个脚印，才能将它做好！最后，要感谢老师给我们的指导和帮助，谢谢您！
