基于74LS163、74LS153、74LS74芯片的模擬紅綠燈的Multisim仿真設計

ID:712397 · 發表于 2020-3-20 19:32

下面是我的數電小項目，y
一．項目簡要信息
設計一個十字路口的交通燈信號控制器，控制A、B兩條交叉道路上車的通行，具體要求如下：
1）每條道路設一組信號燈。
2）每條道路上每次通行時間為25秒。
3）每次變換車道之前，要求黃燈先亮5秒，才能變換車下次道。

二．實驗原理及方案
系統由控制器、定時器、秒脈沖發生器、譯碼器、信號燈組成，其設計原理圖如圖
所示。其中控制器是核心部分，它控制定時器和譯碼器的工作;秒脈沖信號發生器產生定時
器和控制器所需的標準時鐘信號;譯碼器輸出兩路信號燈的控制信號。
原理圖如下：

TL、TY,為定時器的輸出信號，ST為控制器的輸出信號。

三．電路設計
1. 秒脈沖信號發生器
有兩種方案：
1）用實驗室的函數發生器發射頻率1Hz的脈沖
2）用555芯片


最后由于器件不足，為了更實驗準確方便選擇方案一：用實驗室的函數發生器，TTL信號發射頻率為1Hz的脈沖

2.定時器電路
以秒脈沖作為計數器的計數脈沖，設計一個二十五進制和五進制的計數器，CLK為秒脈沖信號，計數器用兩塊74LS163同步清零法構成，TY和TL為計數器的輸出信號。ST為狀態轉換信號，
5秒信號    SN=SN-1=S4 =0100       TY=Q1C
25秒信號 SN=SN-1=S24=00011000    TL=Q1DQ2A

3.控制器電路
交通信號燈有4個狀態，可分別用SO、S1、S2、S3表示，分別分配狀態編碼為00、01、11、10

一般情況下，十字路口的交通信號燈工作狀態如下:

A車道禁止通行，B車道過線車通行，未過線車禁止通行

由此得到控制器的狀態圖如下圖所示

狀態轉換表（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D觸發器和兩片74ls153構成

R和C構成上電復位電路，保證觸發器的初始狀態為0,觸發器的時鐘輸人端輸人1Hz的秒脈沖。

4.譯碼器譯碼器的作用是將控制器輸出Q1、Q0構成的4種狀態轉換成為A、B車道上6個信號燈的控制信號
控制器輸出與信號燈之間的關系（譯碼）