08级a

nullnull“交通灯控制与显示电路” 综合设计实验 编写人：佘新平 长江大学电工电子实验教学示范中心null一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法； 2．掌握时序逻辑电路的设计方法； 3．初步具备数字系统的综合设计能力； 4．学会数字电路的软件仿真； 5．掌握数字电路的安装和调试方法。null二、实验说明 该综合实验按分步实施方式进行。全部实验分为四部分： 第一， 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计； 第二，组合逻辑电路的设计与实现； 第三，时序逻辑电路的设计与实现； 第四，采用CPLD/FPGA可编程器件实现整个实验。 该综合设计实验采用理论设计、软件仿真和电路安装与调试三步走，以提高学生的综合设计与实践动手能力。null三、实验元器件 该综合实验采取两种不同的技术手段实现： 1．常用中、小规模数字电路：集成逻辑门、集成编码器、集成译码器、集成数字选择器、集成计数器等。 2．CPLD/FPGA可编程器件。null“交通灯控制与显示电路”综合设计实验（1） ——方案设计（课外完成）null一、问题描述 设计并实现一十字路口的红、绿、黄三色交通灯控制与显示电路，即每个路口设置一组红、黄、绿交通灯，按图1所示情况变化，以保证车辆、行人通行安全。图1null二、功能分析 1．基本功能（见前面图） 2．扩展功能 （1）特殊状态控制功能 特殊状态如紧急车辆随时通行功能受一开关控制，无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将特殊状态开关按下，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两个方向的红灯同时点亮，禁止其它车辆通行，同时计时停止；特殊状态结束后，恢复原来状态继续运行。 （2）信号灯点亮时间预置功能 控制电路在任何时候可根据实际情况修改信号灯点亮时间。 （3）各路口交通灯故障报警功能（选做） 交通灯控制电路发出警报，说明各路口交通灯同时熄灭或点亮的情况不符合预定要求。null三、设计任务与要求 假设东西方向的绿灯点亮时间为Te ，同时也是南北方向的禁行时间；南北方向的绿灯点亮时间为Ts ，同时也是东西方向的禁行时间；此外，东西、南北方向的黄灯点亮时间均为Ty 。 1．参考图1，定义交通灯的状态，确定状态 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ； 2．根据实际交通灯转换过程，设计交通灯的状态转换图； 3．按交通灯的功能要求，设计系统的电路模块图。null四、设计思路： 1．参考图1，定义交通灯的状态，确定状态表；null、状态转换图null2、设计的系统模块框图分为两部分 ： 第一部分：组合逻辑电路部分 解决三个问题： （1）不同状态下交通灯的控制； （2）交通灯灯亮时间的预置； （3）交通灯灯亮时间的显示。null第二部分：时序逻辑电路部分 解决两个问题： （1）交通灯灯亮时间的倒计时； （2）交通灯不同状态的产生及其转换； null“交通灯控制与显示电路”综合设计实验（2） ——组合逻辑电路设计null一、任务与要求 由数据选择器、译码器和集成门等集成电路器件设计“交通灯控制与显示电路”中的组合逻辑电路部分，具体要求如下： （1）将状态信号译码为东西、南北方向6对交通灯的控制信号，实现正常时序控制功能； （2）特殊状态期间，东西、南北两个方向的红灯同时发亮，实现特殊状态控制功能； （3）将东西方向、南北方向的灯亮时间分别用数码管显示； （4）根据不同的状态信号分别预置相应的灯亮时间数据Te、Ty、Ts和Ty，其范围为00～99s，2位BCD码形式； （5）写出设计步骤，画出设计的逻辑电路图； （6）对设计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求； （7）安装并测试电路的逻辑功能。 null二、设计思路： 主要解决三个问题： （1）不同状态下交通灯的控制； （2）交通灯灯亮时间的预置； （3）交通灯灯亮时间的显示。null（1）状态译码电路、输出电路及其交通灯单元的设计思路 该电路的主要功能是依据不同的状态信号实现对交通灯的控制。其设计框图如图所示。 “状态译码电路”采用二进制译码器74LS138实现； “输出电路”采用集成逻辑门实现； “交通灯单元”采用普通的红色、绿色和黄色发光二极管； “接口电路”起信号驱动作用，视实验情况的不同选用。null 设灯亮为“1”，灯灭为“0”，交通灯的4种状态S0～S3分别编码为00、01、10、11， 特殊状态用S表示，进入特殊状态为“1”， 这时两个方向的红灯同时点亮，正常状态为“0”。则可列出真值表（学生做）。null（2）时间预置电路的设计思路 该电路的主要功能是依据不同的状态信号输入相应的时间预置数据，从而确定交通灯的灯亮时间。 null时间预置电路的设计框图null（3）计时显示电路的设计思路 将倒计时电路产生的输出经显示译码器CD4511和数码管进行显示。三、原理图绘制与电路仿真 用proteus软件绘制出该电路的原理图，对所设计的电路进行仿真实验。 在仿真过程中，分别改变状态信号及特殊状态信号，验证电路的逻辑功能是否达到设计要求。null四、电路安装与调试 1. 电路布局 在多孔电路实验板上装配电路时，首先应熟悉其结构。明确哪些孔眼是连通的，并安排好电源正、负引出线在实验板上的位置。 电路布局时应安排好各个集成块的位置，以方便连线为原则。电路与外接仪器的连接端、测试端要布置合理，便于操作。状态信号、预置数据的输入端点应方便改变其电平。 2．安装与调试方法 电路安装前，要先检测所用集成电路及其它元器件的好坏。安装完成后，要用万用表检测电路接触是否可靠、电源电压大小、极性是否正确。一切正常后才能通电调试。 实验调试时，注意发光二极管不能过亮。如果过亮，可串接一个100欧左右的限流电阻。 调试过程中，最好分块进行，如首先调试“状态译码电路”、 然后调试“输出电路及其交通灯单元”，最后调试“时间预置电路”。null五、设计、仿真及实验问题研究 六、设计与测试 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 要求 见实验电子文档。null“交通灯控制与显示电路”综合设计实验（3） ——时序逻辑电路设计null一、任务与要求 由集成触发器、集成计数器等集成器件设计“交通灯控制电路”中的时序逻辑电路部分，并在实验（2）的基础上完成整个控制电路的调试。具体要求如下： （1）交通灯的不同状态转换时分别产生相应的状态信号； （2）对交通灯不同状态的灯亮时间Te、Ty、Ts分别进行减法计数，实现倒计时功能； （3） 特殊状态期间，计时停止；特殊状态结束后，恢复正常计时； （4）写出设计步骤，画出设计的逻辑电路图； （5）对设计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求； （6）安装并测试电路的逻辑功能； （7）将实验（2）、实验(3)电路连接起来，完成整个控制电路的调试。null二、设计思路 （1）时间倒计时电路的设计思路 该电路在秒信号作用下，分别以不同状态的灯亮时间Te、Ty、Ts和Ty作为开始计时的初始值进行减法计数循环。 每当计时到00时，向“状态产生电路”发出计时结束信号。改变这些初始值即可实现信号灯点亮时间修改的功能。 采用2片具有置数功能的集成十进制加/减可逆计数器74LS192组成时间倒计时电路。nullnull时间倒计时电路的设计框图null（3）状态产生电路的设计思路 该电路的主要功能是根据实际交通灯的转换过程，产生相应的状态信号供其它电路使用。 根据设计思路，交通灯共有4个不同状态：00、01、10和11。只有当倒计时时间结束时交通灯的状态才发生变化，故可将“时间倒计时电路”产生的计时结束信号作为状态变化的控制信号。 为此，将该信号作为一个同步2位二进制加计数器的时钟脉冲即可，计数器采用JK触发器或D触发器实现。null三、原理图绘制与电路仿真 用proteus软件绘制出该电路的原理图，对所设计的电路进行仿真实验。 在仿真过程中，分别手工改变每个状态的时间预置数据，观察电路的仿真运行结果； 将实验（2）、实验(3)电路连接起来，验证电路的逻辑功能是否达到设计要求。null四、电路安装与调试 该电路与实验（1）电路之间的接口应方便连线，最好在各自的连接线上做好标记。 电路安装前，首先检测所用集成电路及其它元器件的好坏。安装完成后，要用万用表检测电路接触是否可靠、电源电压大小、极性是否正确。一切正常后才能通电调试。 实验调试时，利用实验室信号源产生秒脉冲信号。 分步调试： （1）手工设置某一时间预置数据，调试“时间倒计时电路”； （2）调试“状态产生电路”； （3）将实验（2）、实验（3）电路连接起来，完成整个控制电路的调试。null五、设计、仿真及实验问题研究 六、设计与测试报告要求 见实验电子文档。null