数字逻辑交通灯设计基于SN74ls192(2)

一、综合设计目的、条件、任务和内容要求： 《数字逻辑》是计算机的硬件基础，计算机专业的重要基础课。 其中组合逻辑电路与时序逻辑电路是这门课程的重点内容。本课题就是对逻辑电路的综合应用。 在现代城市中，随着人口和汽车的急剧增长，市区交通日益拥挤，要是没有红绿灯作为指挥工具，恐怕川流不息的汽车就会由于混乱而造成严重阻塞。因此，交通灯是交管部门管理城市交通的重要工具之一。 随着电子与计算机技术的迅速发展，电子电路的分析与设计方法发生了重大的变化。电子设计自动化技术已成为设计现代电子系统必不可少的工具和手段。在电子技术领域里，为了便于储存，分析和传输，常将模拟信号编码，即把它转换为数字信号，利用数字逻辑这一强有力的工具来分析和设计复杂的数字电路或数字系统，为信号的储存，分析和传输创造了硬件环境。 本课程设计的任务就是设计一个交通灯的控制器系统。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．熟悉交通灯的工作原理； 2．写出交通灯控制器的设计方案； 3．用硬件加以实现； 4．写课程设计报告。 设计要求： 设计一个主干道和支干道十字路口的交通灯控制电路。要求： 1． 一般情况下，保持主干道通畅，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，并且主干道绿灯亮不得少于60S； 2． 主干道无车，支干道有车，则支干道绿灯亮，主干道红灯亮，并且支干道绿灯亮不得超过30S； 3． 每次主干道或支干道绿灯变红灯时，黄灯先亮5S 按如下要求设计十字路口交通灯。 东西向绿灯亮60干秒，黄灯闪烁5次后红灯亮， 红灯亮后，南北向由红灯变为绿灯，60秒后南北向黄灯闪烁5此后变红灯，东西向变绿灯，如此重复。 如果一个单位时间为1秒，这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作： 60个单位时间，南北红，东西绿； 5个单位时间，南北红，东西黄； 60个单位时间，南北绿，东西红； 5个单位时间，南北黄，东西红； 指导教师签字： 年 月 日

二、进度安排： 第１~2天：查找资料，熟悉交通灯控制器的设计原理，给出设计总体方案； 第3~4天：控制器各模块的详细设计； 第5~9天：硬件连线，调试； 第9~10天：写课程设计报告。 三、应收集资料及主要参考文献： 1．谢自美. 电子线路设计-实验-测试[M] .武汉:华中科技大学出版社, 2000 2.汤继华. 常用集成芯片使用[M].北京:北京理工大学出版社,1995 3.康华光. 电子技术基础 [M].北京:高等教育出版社,1999 4.范爱平.电子电路实验与虚拟技术[M].山东:山东科技技术出版社，2001

四、综合设计（课程设计）摘要（中文）： 在现代城市中，随着人口和汽车的急剧增长，市区交通日益拥挤，要是没有红绿灯作为指挥工具，恐怕川流不息的汽车就会由于混乱而造成严重阻塞。因此，交通灯是交管部门管理城市交通的重要工具之一。交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。交通信号灯控制器主要由计时器、秒脉冲发生器、状态转换控制器、译码显示电路及信号灯组成。状态转换控制器由SN74LS163实现，通过该芯片的计数功能实现四种状态的循环转换，计时器电路是SN74ls192在秒脉冲信号的作用下实现计时功能，显示电路经过SN74LS192的倒计数功能的控制在七段8421BCD数码显示器上显示数据来实现。计时器对状态转换控制器通过ENP进行控制，从而实现数字的显示及绿、黄、红灯的转换。 关键词：交通信号灯；数字逻辑；电路设计；SN74ls192；SN74ls163 五、综合设计（课程设计）Abstract（英文）： In the modern city, the reason why urban traffic is becoming more and more crowed is that population and cars increase sharply, If there were no traffic lights, I'm afraid the incessant vehicles will cause serious obstruction due to confusion. Therefore, the traffic lights is one of the important tools of traffic administration management to supervise urban traffic. Traffic lights used in intersection, which is used to control vehicles flow, improve the intersection traffic capacity, reduce the number of traffic accidents. Traffic light controller is mainly composed of timer, pulse generator, state transitions, decoding display circuit and signal controller. State transition controller by SN74LS163 implementation, through the implementation of the chip count function the state of the four cycle transformation, timer circuit is SN74ls192 in seconds under the action of the pulse signal timing functions, display circuit after SN74ls192 count down function of control in 8421BCD digital screen display data. The timer to control state transition controller by ENP, so as to realize digital display and conversion of the green, yellow, red light. Keywords：Traffic lights; Digital logic; Circuit design; SN74ls192; SN74ls163

武汉工程大学计算机科学与工程学院 综合设计报告

目 录

目 录 ........................................................................................................................................... I 摘 要 ........................................................................................................................................ II Abstract .................................................................................................................................... II 第一章 课题设计绪论 ............................................................................................................ 1 1.1 设计目的与意义 ................................................................................................................ 1 1.2 设计条件 ............................................................................................................................ 1 1.2.1 硬件平台 ........................................................................................................................ 2 1.2.2 软件平台 ........................................................................................................................ 2 1.3 工作内容 ............................................................................................................................ 2 1.3.1 设计任务 ........................................................................................................................ 3 1.3.2 设计要求 ........................................................................................................................ 3 第二章 设计简介及设计方案论述 ........................................................................................ 4 2.1 设计原理 ............................................................................................................................ 4 2.2 设计方案 ............................................................................................................................ 4 2.2.1 计时部分设计简介 ........................................................................................................ 5 2.2.2 显示器与信号灯设计 .................................................................................................... 6 2.2.3 信号灯状态转换器设计 ................................................................................................ 6 第三章 详细设计 .................................................................................................................... 8 3.1 计时器 .......................................................................................................................... 8 3.1.2 六十进制减法计数器设计 .............................................................................................. 9 3.2 信号灯状态转换控制器 .................................................................................................. 10 3.3 信号灯设计整合 .............................................................................................................. 11 第四章 设计结果及分析 ...................................................................................................... 13 4.1 结果分析 .......................................................................................................................... 13 致 谢 .................................................................................................................................... 15

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武汉工程大学计算机科学与工程学院 综合设计报告

摘 要

在现代城市中，随着人口和汽车的急剧增长，市区交通日益拥挤，要是没有红绿灯作为指挥工具，恐怕川流不息的汽车就会由于混乱而造成严重阻塞。因此，交通灯是交管部门管理城市交通的重要工具之一。交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。交通信号灯控制器主要由计时器、秒脉冲发生器、状态转换控制器、译码显示电路及信号灯组成。状态转换控制器由SN74LS163实现，通过该芯片的计数功能实现四种状态的循环转换，计时器电路是SN74ls192在秒脉冲信号的作用下实现计时功能，显示电路经过SN74LS192的倒计数功能的控制在七段8421BCD数码显示器上显示数据来实现。计时器对状态转换控制器通过ENP进行控制，从而实现数字的显示及绿、黄、红灯的转换。

关键词：交通信号灯；数字逻辑；电路设计；SN74ls192；SN74ls163

Abstract

In the modern city, the reason why urban traffic is becoming more and more crowed is that population and cars increase sharply, If there were no traffic lights, I'm afraid the incessant vehicles will cause serious obstruction due to confusion. Therefore, the traffic lights is one of the important tools of traffic administration management to supervise urban traffic. Traffic lights used in intersection, which is used to control vehicles flow, improve the intersection traffic capacity, reduce the number of traffic accidents. Traffic light controller is mainly composed of timer, pulse generator, state transitions, decoding display circuit and signal controller. State transition controller by SN74LS163 implementation, through the implementation of the chip count function the state of the four cycle transformation, timer circuit is SN74ls192 in seconds under the action of the pulse signal timing functions, display circuit after SN74ls192 count down function of control in 8421BCD digital screen display data. The timer to control state transition controller by ENP, so as to realize digital display and conversion of the green, yellow, red light.

Keywords：Traffic lights; Digital logic; Circuit design; SN74ls192; SN74ls163

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