数字逻辑实验报告 交通灯(3)

计算机科学与工程学院 综合设计报告

信号P，交通灯在时钟信号CP=1时改变一次通行状态。“人工干预”信号P直接送到Y1，当时钟信号CP为0时将Y1送到Y2，并由Y2送到控制器TC，这是为了避免在CP=1改变通行状态时出现P信号而产生错误的转换。

控制器TC产生使东西路通行的输出信号Z1=1，产生使南北路通行的输出信号Z2=1，第三个输出Z3用以在延长通行1分钟后使R-S触发器复位。

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第二章 设计简介及设计方案论述

2.1设计流程图

这次设计电路主要是多谐振荡电路、人工干预电路、计时电路、交通灯闪烁电路构成，其关系如图2-1所示：

图2-1 设计图

2.2 方案论述

2.2.1交通灯的闪烁电路部分

有三种状态：

状态一：东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮； 状态二：东西、南北方向黄灯同时闪烁； 状态三：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮；

2.2.2 计时电路和倒计时电路

有三种状态同时有计时和倒计时电路使总电路更易懂。

2.2.3 人工干预电路

人工干预使用RS触发器，通过RS锁存一个信号，实现两个计时电路的工作转换，再

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通过计数器2的信号反馈，清除RS锁存的信号。

2.2.4 多谐振荡电路

用555定时器构成多谐振荡器，作为电路的计时脉冲，周期为1秒。 2.2.5 显示电路

由两个七段数码管组成两位的显示器，用来显示计时电路的倒计时。

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第三章 详细设计

3.1 555定时器构成的多谐振荡器

3.1.1 555定时器简介

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

3.1.2 555定时器构成的多谐振荡器

如图3-1所示为555定时器构成的多谐振荡器，Cf为10nF，若C取100nF，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可计算出R1+2R2≈150kΩ时可得到周期为0.01s的振荡信号;若C取10uF，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可计算出R1+2R2≈150kΩ时可得到周期为1s的振荡信号。

图3-1 多谐振荡器

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3.2 60进制计数器

3.2.1 74LS190芯片简介

74LS90是二，五，十进制异步计数器。异步计数器如果设定初态，在每个脉冲的作用下是按顺序变化的（态序）。二进制计数器的每一状态相当一最小项，当最后一个脉冲到来后，电路返回原状态。74LS90引脚图如图3-2：

图3-2 74LS90引脚图

3.2.2 0—9进制的变换

74LS90功能：

·直接置0（R0（1）·R0（2）=1） · 直接置9（R9（1）·R9（2）=1） ·二进制计数（CKA输入Q0输出 ·五进制计数（CKB输入Q3Q2Q1输出） 用设计七进制计数器为例：

CKA接入脉冲信号，CKB接Q0，R9（1）、R9（2）接地，当为七进制时，输出信号为0111， Q2·Q1·Q0=1。在Q2Q1Q0后连一个三与门，将高电平信号输入R0（2）端即可完成7进制计数器。实际电路图如图3-3所示：

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