基于74LS163、74LS153、74LS74芯片的模擬紅綠燈的Multisim仿真設(shè)計(jì)

ID:712397 · 發(fā)表于 2020-3-20 19:32

下面是我的數(shù)電小項(xiàng)目，y
一．項(xiàng)目簡(jiǎn)要信息
設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈信號(hào)控制器，控制A、B兩條交叉道路上車(chē)的通行，具體要求如下：
1）每條道路設(shè)一組信號(hào)燈。
2）每條道路上每次通行時(shí)間為25秒。
3）每次變換車(chē)道之前，要求黃燈先亮5秒，才能變換車(chē)下次道。

二．實(shí)驗(yàn)原理及方案
系統(tǒng)由控制器、定時(shí)器、秒脈沖發(fā)生器、譯碼器、信號(hào)燈組成，其設(shè)計(jì)原理圖如圖
所示。其中控制器是核心部分，它控制定時(shí)器和譯碼器的工作;秒脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生定時(shí)
器和控制器所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào);譯碼器輸出兩路信號(hào)燈的控制信號(hào)。
原理圖如下：

TL、TY,為定時(shí)器的輸出信號(hào)，ST為控制器的輸出信號(hào)。

三．電路設(shè)計(jì)
1. 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器
有兩種方案：
1）用實(shí)驗(yàn)室的函數(shù)發(fā)生器發(fā)射頻率1Hz的脈沖
2）用555芯片


最后由于器件不足，為了更實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確方便選擇方案一：用實(shí)驗(yàn)室的函數(shù)發(fā)生器，TTL信號(hào)發(fā)射頻率為1Hz的脈沖

2.定時(shí)器電路
以秒脈沖作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，設(shè)計(jì)一個(gè)二十五進(jìn)制和五進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，CLK為秒脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器用兩塊74LS163同步清零法構(gòu)成，TY和TL為計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)。ST為狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，
5秒信號(hào)    SN=SN-1=S4 =0100       TY=Q1C
25秒信號(hào) SN=SN-1=S24=00011000    TL=Q1DQ2A

3.控制器電路
交通信號(hào)燈有4個(gè)狀態(tài)，可分別用SO、S1、S2、S3表示，分別分配狀態(tài)編碼為00、01、11、10

一般情況下，十字路口的交通信號(hào)燈工作狀態(tài)如下:

A車(chē)道禁止通行，B車(chē)道過(guò)線(xiàn)車(chē)通行，未過(guò)線(xiàn)車(chē)禁止通行

由此得到控制器的狀態(tài)圖如下圖所示

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（控制器）

Q1 n+1= `Q1nQ0 nTY  + Q1 nQ0 n  + Q1 n`Q0 n`TY
Q0 n+1=`Q1n`Q0 nTY  + `Q1nQ0 n  + Q1 n`Q0 n`TL
ST =`Q1n`Q0 nTL  + `Q1nQ0 nTY + Q1 nQ0 nTL
則可用兩個(gè)D觸發(fā)器和兩片74ls153構(gòu)成

R和C構(gòu)成上電復(fù)位電路，保證觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0,觸發(fā)器的時(shí)鐘輸人端輸人1Hz的秒脈沖。

4.譯碼器譯碼器的作用是將控制器輸出Q1、Q0構(gòu)成的4種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成為A、B車(chē)道上6個(gè)信號(hào)燈的控制信號(hào)
控制器輸出與信號(hào)燈之間的關(guān)系（譯碼）