数电交通灯可动控制器课程报告

硬件结构框图如图所示：

图1－3 硬件结构框图

由于Multisim带有不需要译码的4输入DCD_HEX数码管，为了简便，在仿真电路中直接使用DCD_HEX数码管，没有使用译码电路。

4单元电路设计

4.1状态控制器

由流程图可见，系统有4种不同的工作状态，状态编码分别为11、10、01、00，状态编码为两个下降沿触发的JK触发器74LS112的输出：QA 和QB。

当为11时，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。 当为10时，东西方向黄灯闪，南北方向红灯亮。 当为01时，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。 当为00时，东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪。

JK触发器由下面两路特殊的时钟信号驱动，所以会循环的在这四种状态之间转换。

绿色的波形（上）为QB的时钟，红色波形（中）为QA的时钟，蓝色波形（下）为555定时器得到的1HZ的时钟信号。绿色信号的下降沿正好在第75个时钟处，

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红色信号的下降沿有两个一个在第70个时钟处，另一个在第75个时钟处。

这部分电路由纯粹的组合逻辑电路来实现，思路如下：当两片192计数器的置数端都有效时（即输出为00），QB的时钟信号为0，否则为1。

设计组合电路，判断 当两片192的输出为05（即倒计时70秒）时，输出QC为0，否则QC为1。这样得到了这样两个波形：

再把他们进行与操作，便可得到QA的时钟信号。 QA 和QB的波形：

4.2状态译码器

U2A431215~1PR1J1CLK1K~1CLR~1Q61Q574LS112D

图2 JK触发器

JK触发器：在输入信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。特性方程：Qn+1=JQn+KQn 引脚功能及逻辑符号见图2。

JK触发器的功能表

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以状态控制器输出作译码器的输入变量，根据4个不同通行状态实现对主、支干道三色信号灯的控制要求，6盏灯控函数真值表如表2所示。

表2

由真值表得灯控函数逻辑表达式

R=NOT QB，Y=QB AND NOT QA，G= QB AND QA r=QB，y=NOT QB AND NOT QA，g= QA AND NOT QB

Y和y的控制信号在输入之前与时钟信号进行一下与操作，为了达到黄灯闪烁的效果。

电路图如下：

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4.3倒计时器的设计

为了从75秒开始计时倒计时电路选用两片中规模集成电路74LS190N共同进行设计分别充当十位和个位。

4.3.1 74LS190N的原理

74LS190N是十进制计数器,它采用8424码二—十进制编码,具有“异步置数”功能。 RCO端为错位/进位输出端。U/D端为加/减计数端。RCO端为进位和借位输出端。U/D端接高电平时实现减数功能，此时RCO端为错位端，U/D端接低电平时实现加数功能，此时RCO为借位输出端，本次设计U/D应接高电平。 CTEN端为片选端接低电平时开始计数，接高电平时计数停止。 LOAD端为置数端，接低电平时置数，接高电平时计数。 A、B、C、D为输入端。 QA、QB、QC、QD为输出端。

表4-1 74LS190N功能表

4.3.2倒计数器的原理

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