交通信号灯逻辑电路设计 - - 数电课设

进位电路无须另加门，即可级联出n 位同步应用的计数器。它是借助于两个计数使能输入和一个动态进位输出来实现的。两个计数使能输入（ENP 和ENT）计数时必须是高电平，且输入ENT 必须正反馈，以便使能动态进位输出。因而被使能的动态进位输出将产生一个高电平输出脉冲，其宽度近似等于QA 输出高电平。此高电平溢出进位脉冲可用来使能其后的各个串联级。使能ENP 和ENT 输入的跳变不受时钟输入的影响。电路有全独立的时钟电路。改变工作模式的控制输入（使能ENP、ENT 或清零）纵使发生变化，直到时钟发生为止，都没有什么影响。计数器的功能（不管使能、不使能、置数或计数）完全由稳态建立时间和保持时间所要求的条件来决定。

3.5.2芯片74Ls160的引脚图及功能表

74Ls160芯片的引脚图及功能表如下图：

图16 74Ls160的引脚图

图17 74Ls160功能表的截图

U13456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO141312111574LS160D3.5.3 主控电路的构成

为了实现倒计时装置分别从24s，20s，4s开始倒计时，须由三个状态转换来实现数字不同时减法计数器不同的预置数，因此，我们选用计数器74Ls160来实现上述功能。电路连接如下图：

VCC5VU8VCC03456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO141312111512374LS160N22图18 主控原件

U12A74S03D

由上图可以实现其输出端输出信号由01,10,11三个状态的循环。由于当减法计数器减到00时，需重新置数，此时需给计数器74Ls160一个信号使其状态发生改变，并使减法计数器进入不同的置数。其具体连接图如下（此为东西向的控制电路图，其循环状态时红灯—绿灯—黄灯；因此南北向的控制电路状态转换应为绿灯—红灯—黄灯）：

DCD_HEX_DIG_GREENU5U4DCD_HEX_DIG_GREENU6C38U6A7432NU6B7432NU3151109111454ABCD~LOADCLRUPDOWNQAQBQCQD~BO~CO32671312U7A313233347433N307432N29U6D7432N2526272839U7B7433N3536U11A74S03NVCC5V151109111454ABCD~LOADCLRUPDOWNVCC5V0VCCU2QAQBQCQD~BO~CO32671312VCC074LS192D423774LS192DVCC5V4045U8VCC03456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO1413121115U22A74S38N4474LS160N41U12A74S03D 图19 主控电路的置数功能

3.6交通信号灯

由于红灯亮的时间为24s，绿灯亮的时间为20s，黄灯为4s，并与倒计时显示装置同步。同时，主控制电路中74Ls160输出为QAQBQCQD，本设计只是用QAQB，分别为00,01,10,11，我们只采用01.10.11三个状态。因此，东西方向上的红、绿、黄灯分别对应01,10,11.南北方向上的红、绿、黄灯分别对应11,01,10.连接图如下说是：

VCC5VU8VCC03456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO14131211155251U9A74S04NU12A74S03DU28B74S08N49U29C74S08N74LS160N47U23B74S04N48U30C74S08N552.5 V 562.5 V 572.5 V X5X3X1图20 交通信号灯的控制电路

南北电路的连接图见最后的总图。

3.7夜间工作模式

为了使实验在一次课时间内完成，本设计中白天与夜间的转换开关为手动开关。在实际应用中可以设计自动转换开关。

用光敏电阻或光敏二极管、光敏三极管组成光亮度检测电路，光亮度检测电路检测的电信号送入滞回电压比较器，滞回电压比较器根据光亮度输出高低电平信号，这个信号经延时电路后（可用单稳态电路实现），作为白天与夜间的自动转换开关。这样当天黑以后经一段延时，系统自动转成夜间工作方式。第二天天量后经一段延时，系统自动转换成白天工作方式。在本次课程设计中选择使用手