交通燈單元電路設計

1、單元電路的設計（1）秒脈沖發(fā)生器脈沖信號發(fā)生器用的是555定時器構成多諧震蕩器，震蕩頻率為： f=1.43/(R1+2R2)C電路圖如下圖：秒脈沖產(chǎn)生器（2）定時器定時器由與系統(tǒng)秒脈沖（由上面時鐘脈沖產(chǎn)生器提供）同步的計數(shù)器構成，要求計數(shù)器在狀態(tài)信號ST作用下，首先清零，然后在時鐘脈沖上升沿作用下，計數(shù)器從零開始進行增1計數(shù)，向控制器提供模5的定時信號TY和模25的定時信號TL。計數(shù)器選用集成電路74LS163進行設計較簡便。74LS163是4位二進制同步計數(shù)器，它具有同步清零、同步置數(shù)的功能。74LS163的外引線排列圖和時序波形圖如圖12、3所示，其功能表如表12、2所示。圖中， 是低電平

2、有效的同步清零輸入端， 是低電平有效才同步并行置數(shù)控制端，CTp、CTT是計 圖12、2 交通燈的ASM圖數(shù)控制端，CO是進位輸出端，D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0Q 3是數(shù)據(jù)輸出端。由兩片74LS163級聯(lián)組成的定時器電路如圖12、4所示。74LS163的外引線排列圖74LS163時序波形圖表12、2 74LS163功能表定時器電路圖（3）控制器控制器是交通管理的核心，它應該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉換。從ASM圖可以列出控制器的狀態(tài)轉換表，如表12、3所示。選用兩個D觸發(fā)器FF1、FFO做為時序寄存器產(chǎn)生 4種狀態(tài)，控制器狀態(tài)轉換的條件為TL和TY，當控制器處于Q1n+1Q

3、0n+1 00狀態(tài)時，如果TL 0，則控制器保持在00狀態(tài)；如果，則控制器轉換到Q1n+1Q0n+1 01狀態(tài)。這兩種情況與條件TY無關，所以用無關項X表示。其余情況依次類推，同時表中還列出了狀態(tài)轉換信號ST。表12、3 控制器狀態(tài)轉換表根據(jù)表12、3、可以推出狀態(tài)方程和轉換信號方程，其方法是：將Q1n+1、Q0n+1和 ST為1的項所對應的輸人或狀態(tài)轉換條件變量相與，其中1用原變量表示，0用反變量表示，然后將各與項相或，即可得到下面的方程：根據(jù)以上方程，選用數(shù)據(jù)選擇器 74LS153來實現(xiàn)每個D觸發(fā)器的輸入函數(shù)，將觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)值（Q1n、Q0n）加到74LS153的數(shù)據(jù)選擇輸入端作為控制信號

4、即可實現(xiàn)控制器的功能。控制器的邏輯圖如圖12、5所示。圖中R、C構成上電復位電路 。圖 12、5控制器邏輯圖(4）譯碼器 譯碼器的主要任務是將控制器的輸出 Q1、 Q0的4種工作狀態(tài)，翻譯成甲、乙車道上6個信號燈的工作狀態(tài)?？刂破鞯臓顟B(tài)編碼與信號燈控制信號之間的關系如表 12、4所示。表12、4控制器狀態(tài)編碼與信號燈關系表狀態(tài)AG AY ARBG BY BR001 0 00 0 1010 1 0001100 0 1100110 0 1010由秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生了周期性變化的CP脈沖，一部分送給了定時器的74LS163芯片，另一部分送給了控制器的74LS74芯片。在脈沖ST同時加到定時器74LS163芯片的情況下，通過芯片74LS00將會輸出TY。T/Y/；TL。T/L/。即TY和T/Y/放大的結果是秒脈沖的5倍；TL和T/L/放大的結果是秒脈沖的25倍。前者輸出的信號是后者的1/5。將定時器輸出的TY。T/Y/；TL。T/L/分別作用于控制器的芯片74LS153中，在CP脈沖置于芯片74LS74中會輸出高低變化的電平?？刂破髦械男盘栐谒徒o由芯片74LS00組成的譯碼器后再通過電路中的指示燈和100歐的電阻從而得到交通燈的邏輯電路，這種電