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1电子技术课程设计报告题目：交通信号灯控制器学生姓名张晓童专业自动化学号3012203174指导教师孙彪日期20141215-201412302一、完成课题的工作基础和实验条件1．工作基础在数字电子技术基础教程的学习基础上，由可预置的十进制同步加/减计数器74192，与非门等设计数字电路，利用max+plus和EDA开发系统自动完成红－黄－绿－黄－红……工作循环。2．实验条件（1）GW48系列EDA/SOC实验开发系统。提供有目标芯片FPGA-型号EP1K30TC144-3、数码显示器、二极管、三极管、钮子开关、晶振等资源。（2）电路设计建议采用下列器件：74175、74147、74192、7448、ANDX、ORX、NOT等二、设计任务和要求1.基本要求（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间30s。（2）东西方向与南北方向黄灯亮，时间3s。（3）南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间20s。2.另加功能数码管能显示交通信号灯倒计时的时间3三、设计原理分析1使用芯片分析74192图74192集成计数器的逻辑功能表：清零预置使能预置数据输入数据输出R0LDCPUCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0H×××××××LLLLLL××DCBADCBALH上升沿H××××加法计数LHH上升沿××××减法计数192为可预置的十进制同步加/减计数器，共有54192/74192，54LS192/74LS192两种线路结构形式。其主要电特性的典型值如下：192的清除端是异步的。当清除端（LR）为高电平时，不管时钟4端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。192的预置是异步的。当置入控制端（LD）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（A～D）相一致的状态。192的计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4个触发器上而实现。在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。2总体设计方案3控制器设计绿红黄灯工作分四个阶段，即控制器有四个状态T0、T1、T2，T3。在状态T0停留30秒，此间红灯亮，然后转至状态T1。在状态T1停留3秒，此间黄灯亮。然后转至T2，在状态T2下，绿灯亮20秒。然后转至T3状态，黄灯亮3秒。再转至T0状态循环。红绿控制器定时器数码管显示交通信号灯信号灯秒脉冲发生器5灯控制系统由控制器、定时器、数码管显示电路组成。控制器有4个状态信号：T0、T1、T2和T3，编码分别为00、01、10、11。由Q1Q0表示。一个输出信号W：表示状态转换。4个状态信号分别控制绿红黄三种颜色的灯。W是计数器的回零信号。控制器电路图如下：4定时器设计定时器选用可逆计数器74192，它提供30、3、20、3秒的定时信号分别控制控制器状态的转换，当倒计数到零时，计数器产生的回6零信号W提供给控制器，使不同颜色交通灯状态发生跳转。计数器由两片74192构成，由双D触发器的输出Q1Q0决定预置时间，Q1Q0=00时，预置时间为30秒，Q1Q0=01时，预置时间为3秒，Q1Q0=10时，预置时间为20秒，Q1Q0=11时，预置时间为3秒。当倒计数到零时，由两个借位输出端B0产生信号通过延时电路控制LD端置数。定时器部分电路：5红绿灯显示电路控制器状态与信号灯的关系状态Q1Q0GYR000110110010010110007由上表可知，G=Q1Q—0Y=Q0R=Q—1Q—0可以用门电路实现。红绿灯显示电路：6数码管显示部分使用实验台模式9，由于实验台上与数码管相连有7段显示译码器，在输出时可以直接输出4位二进制数由实验台将数字转换成7段码显示。实验台模式9电路图：87总电路图9四、仿真与调试六、总结首先这次课程设计是成功的，运用了数电课程知识完全独立自主地进行了设计。在上学期上数字电路课程以及数字电路实验课程的时候，对各类芯片的了解与掌握并不是很好。特别是上实验课的时候，都是根据老师提供的引脚图而进行连接芯片的。而通过这一次的课程设计，不但使我对各类芯片的功能及工作原理的认识有了进一步的提高，而且加强了我的动手能力。仿真测试正确后，将设计编程下载进选定的目标器件中，作进一步的硬件测试时，出现好几次错误，仔细检查，发现理论有问题。经过此次的课程设计，让我明白了，仿真是绝对理想的东西。理论与实10际总是有差距的，在实际没有证实前，再好的理论它终究还是理论。还有就是自信是必须的但也不能够太过乐观，因为即使准备的在充分，总是还有突发情况需要我们面对。同时，课程设计也是个需要耐心的事，心急吃不了热豆腐，只有一步一个脚印，才能将它做好！最后，要感谢老师给我们的指导和帮助，谢谢您！