交通燈控制邏輯電路設計

緒論

1.1實驗目的

1.2實驗預習要求

13實驗原理

1.4實驗儀器設備

1.5練習內容及方法

1.6實驗報告

1.7思考題

設計任務與要求

1．設計一個十字路口的交通燈控制電路，要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，每次通行時間都設為25秒；

2．要求黃燈先亮5秒，才能變換運行車道；

3．黃燈亮時，要求每秒鐘閃亮一次。

實驗預習要求

1．複習數字系統設計基礎。

2．複習多路數據選擇器、二進制同步計數器的工作原理。

3．根據交通燈控制系統框圖，畫出完整的電路圖。

設計原理與參考電路

1．分析系統的邏輯功能，畫出其框圖

交通燈控制系統的原理框圖如圖12、1所示。它主要由控制器、定時器、解碼器和秒脈衝信號發生器等部分組成。秒脈衝發生器是該系統中定時器和控制器的標準時鐘信號源，解碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經驅動電路後驅動信號燈工作，控制器是系統的主要部分，由它控制定時器和解碼器的工作。圖中：

TL: 表示甲車道或乙車道綠燈亮的時間間隔為25秒，即車輛正常通行的時間間隔。定時時間到，TL=1，否則，TL=0。

TY：表示黃燈亮的時間間隔為5秒。定時時間到，TY=1，否則，TY=0。

ST：表示定時器到了規定的時間後，由控制器發出狀態轉換信號。由它控制定時器開始下個工作狀態的定時。

2．畫出交通燈控制器的ASM（Algorithmic State Machine，算法狀態機）

（1）圖甲車道綠燈亮，乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行，乙車道禁止通行。綠燈亮足規定的時間隔TL時，控制器發出狀態信號ST，轉到下一工作狀態。

（2）甲車道黃燈亮，乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續通行，乙車道禁止通行。黃燈亮足規定時間間隔TY時，控制器發出狀態轉換信號ST，轉到下一工作狀態。

（3）甲車道紅燈亮，乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行，乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規定的時間間隔TL時，控制器發出狀態轉換信號ST，轉到下一工作狀態。

（4）甲車道紅燈亮，乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行，乙車道上位過縣停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續通行。黃燈亮足規定的時間間隔TY時，控制器發出狀態轉換信號ST，系統又轉換到第（1）種工作狀態。

交通燈以上4種工作狀態的轉換是由控制器器進行控制的。設控制器的四種狀態編碼為00、01、11、10，並分別用S0、S1、S3、S2表示，則控制器的工作狀態及功能如表12、1所示，控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見，把燈的代號和燈的驅動信號合二為一，並作如下規定：

表12、1 控制器工作狀態及功能