一、课程设计时间…………………………1
二、课程设计题目…………………………1
三、设计任务、要求及器件………………1
四、课程设计的电路及工作原理……………2
五、设计中出现的问题……………………8
六、心得体会……………………………8
一、课程设计时间：5月25 日 、 5月 27日  、 6月1日  、 6月 3日
二、课程设计题目：交通灯控制电路的设计与仿真
三、设计任务、要求及器件
1、 设计任务与要求
1〕、能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态，用两组红、黄、绿三灯来表示两个方向上的交通灯;
2〕、能实现正常的倒计时功能，用两组数码管作为东西和南北方向的到计时显示，并且对红、绿灯的时间可调，在每次由绿灯变成红灯或相反的过度转换过程中，要亮黄灯2秒作为过渡；
3〕、能实现由手动控制红、绿的状态，即到达能手动切换交通灯的特殊状态的功能；
2、  用的器件及芯片，见表一
表一
数码管
脉冲源
逻辑与门
逻辑或门
逻辑或门
灯
电平开关
开关
四、课程设计的电路及工作原理
交通灯控制电路主要由循环局部电路、减数器和显示〔数码管〕等局部组成。用到的信号是时钟信号，脉冲发生器是提供给该系统中减数器的标准时钟信号源，循环电路局部是系统的主要局部，由它控制定红、黄绿、灯的往复工作，减数器与数码管组成不同进制与时间显示。即74194输出用于点亮红、黄、绿灯和控制灯点亮同时进展的倒计数，倒计数及灯点亮时间的设置可由74190完成，手动脉冲和74190的进位输出脉冲又可用于去鼓励74194进位输出，如此往复形成红绿灯的循环点亮控制。
1、往复循环电路及原理
在设计中用到起移位作用的芯片是双向移位存放器74LS190，用此芯片来控制灯的移动，可搭建出单循环和往复循环两种构造电路。
双向移位存放器74194 为 4 位双向移位存放器，其主要电特性的典型值如下：
当去除端〔CLEAR〕为低电平时，输出端〔QA－QD〕均为低电平。当工作方式控制端〔S0、S1〕均为高电平时，在时钟〔CLOCK〕上升沿作用下，并行数据〔A－D〕被送入
相应的输出端QA－QD。此时串行数据〔DSR、DSL〕被制止。当S0 为高电平、S1 为低电平时，在CLOCK上升沿作用下进展右移操作，数据由DSR送入。当S0 为低电平、S1 为高电平时，在CLOCK上升沿作用下进展操作，数据由DSR送入。当 S0 和 S1 均为低电平时，CLOCK 被制止。对于 54〔74〕194，只有当 CLOCK 为高电平时 S0 和 S1 才可改变。
引出端符号：
CLOCK 时钟输入端CLEAR 去除端〔低电平有效〕
A－D 并行数据输入端DSL 左移串行数据输入端
DSR 右移串行数据输入端S0、S1 工作方式控制端
QA－QD 输出端
在设计中用的是往复循环连接方式：
往复循环计数电路的设计采用的是同步方式，使用D触发器控制74LS194的左右移位，
设计电路图如下，图一所示：
图一、红绿灯的交替电路〔往复循环〕
为到达往复循环计数电路的设计，需满足以下表格的要求，见表二：
表二
CLK
Q
(D触发器输出)
D
0
0
0
0
0〔右移〕
1
0
1
1
0
0
0〔右移〕
0
0
2
0
1
0
0〔右移〕
0
1
3
0
0
1
1〔左移〕
任意
1
4
0
1
0
1〔左移〕
任意
0
D触发器  →→，这样做到触发器"0〞态194右移。
74194与D触发器的端连接置零信号，作启动作用。做接地处理，以便在左行移位时给低位补零。
考虑无关项的情况下，利用卡诺图化简可得如下结果：
==
=+
2、减数器电路及原理
另外用到的芯片是74LS194，此芯片具有计数功能，而在交通灯中是利用它的减数功能，单片的194是十进制，假设要到达十进制以上的要求，则需将两块芯片组合在一起运用。将两片组合在一起能实现一百进制的计数。
74190为可预置的十进制同步加/减计数器，当置入控制端为低电平，不管信号CP的状态如何，输出端即可预置成与输入端A~D相一致的状态。c++课程设计报告
引出端符号：
并行数据输出端          使能端
A~D 数据输入端                    置数端
CLK 信号输入端                    进位信号输出端
图二、减数器
    电路中的左边这片是高位，右边是低位，将低位的输出的信号送到高位的CLK端，用来给高位信号，来完成高位的自动减数，同时将高位的数据输出端QD用个逻辑非门送回到高、低位的置数端以到达自动减数的作用。
此电路可做到控制输入不同进制，完成的是对十位的不同控制，从而到达所需的不同计时要求，到达的是整十进制的转换，通过开关来完成不同进制的转换，可在十到七十的不同控制。例如，在D关闭下完成的十进制，在S关闭下完成的是二十进制，S和D同时关闭时完成的是三十进制，在A关闭下是完成四十进制，等进制的控制，到达A、S和D同时关闭的状态下到达最高七十进制的转换。
3、红绿灯的控制构造电路及原理
交通灯控制电路主要由以下几局部构成，绿灯、红灯和黄灯计时及预初值电路、红绿灯交替往复电路等构成。最终组合的电路要求控制的是十字路口上的红绿灯，两片74190组合
的减数器对一个路口的交通灯中的绿灯进展计数，另一组减数器对红灯进展计数，单独一片74190对黄灯计数，另外路口的交通灯接在这路口上，将红灯接绿灯，绿灯接红灯，黄灯接黄灯。
当出现紧急情况一类问题是，我们需要能手动来控制交通灯的亮/熄，未到达此要求在电路中设计有一手动开关K，需要将交通灯设置在什么颜上的位置，只需手动控制开关就能完成。此手动开关由字母K控制，当K开启之后，减数器从往复循环的灯状态得到的信号被截断，交通灯就处于此位置一直不变，到K闭合之后往复循环中的灯的状态信号才能给到减数器中，从而减数器又开场工作。
在电路中还使用了电平开关，起到的作用是将信号灯亮/熄状态的返回到减数器的，以控制190的工作，当灯亮时电平开关两端有电压，开关闭合，线路处于导通，减数器接收到信号，开场工作，当灯熄灭时，电平开关两端没电压，开关开启，线路截止，减数器没有信号输入，停顿工作，减数器处于开场预置数上，到下一个灯亮起之后减数器做一样的状态变换。
状态控制器是系统的核心局部，在红绿灯的控制构造电路图中，从74194的红灯接到电平开关在接回74190的LOAD`端,即将红灯的信号传给190以控制其工作，将信号送回到190驱动它工作；将高位和低位的出来的信号送到194的CLK端来推动194及D触发器的工作，如此循环下去，通过开关来控制进制的转换；对于这路口的红灯用同样的方法接在另外一组减数器上。对黄灯只需一片190就能完成它的进制要求，接法和两片类似。状态控制器决定交通灯处于哪一个运行状态。从而使相应的交通灯点亮，并决定下一个状态的预置电路该预置的绿灯和黄灯的预置值。状态控制电路是由存放器74LS194来实现的。首先进展置数。将1〔高电平〕送给高位的Q，使绿灯1(亮)、黄灯0〔熄〕、绿灯0〔熄〕,在当前状态计时完毕后，计数器置入下一个状态计数值并开场计数，如此循环往复。红灯1、黄灯0、绿灯0，红灯0、黄灯1、绿灯0，红灯0、黄灯0、绿灯1，两路口连接在一起的红灯和绿灯显示时间同步，其他单元在状态控制电路的状态控制下有序的完成计时和计数转换。

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