主控部分 主控部分 秒脉冲发生器 交通灯倒计时控制部分 数码管显示 反馈控制 2、分析系统的状态变化，列出状态转换表： （1）主路绿灯亮，支路红灯亮，表示主路车辆允许通行，支路车辆禁止通行。 （2）主路黄灯亮，支路红灯亮，表示未通过停止线的主路车辆停止通行，已经通过停止线的车辆继续通行，支路车辆禁止通行。 （3）主路红灯亮，支路绿灯亮，表示主路禁止通行，支路车辆允许通行。 （4）主路红灯亮，支路黄灯亮。 即主路禁止通行，支路上未通过停止线的车辆停止通行，已通过停止线的车辆继续通行。红绿灯以上四种工作状态的转换均由控制器控制。 设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，分别以S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示： 控制状态 信号灯状态 车道运行状态 S0（00） 主绿、支路红 主路通行，支路禁止 S1（01） 主黄、支路红 主路慢行，支路禁止 S3（11） 主红、支路绿 主路禁止，支路通行 S2（10） 主红、支路黄 主路禁止，支路慢行 五单元电路设计 1）秒脉冲产生电路 在某种电路中，通过将不同的电阻、电容接到555芯片上，就可以产生不同周期的方波脉冲，也就是不同频率的脉冲。
课程设计要求产生一秒的脉冲，使用2个电容和2个电阻。 脉冲的产生 2）交通灯（发光二极管）显示电路 交通灯显示指示电路的状态，受主控电路控制，即主控电路的输出（A和B）决定主、支路交通灯的亮与灭。 设亮用1表示，灭用0表示，则AB 主红（R） 主黄（Y） 主绿（G） 支路红（r） 支路黄（y） 支路绿（g） 0110100010 所以，R=AY=~ABG=~A~Br=~Ay=A~Bg=AB 交通灯显示电路接线如下： 3）定时部分电路 定时器状态产生模块： 设计要求不同的状态维持不同的时间，而且要以十进制倒计时的方式显示出来。采用两片74LS161完成定时器状态产生模块的设计。 设计思路：要以十进制输出，并且某些状态要维持10秒以上，就必须用两片74LS161分别产生个位和十位的数字信号。显然计数器可以完成定时功能，我们可以用74LS161来设计，把它的时钟cp接在秒脉冲上。74LS161计数器采用加法计数，如果要倒数，74LS161输出的信号必须经过非门处理后才能接到数码管的驱动器74LS48上，显示器显示从0到9的定时。所以在设计不同的模块值计数器时，要确定有效状态，0000，0001，0010—–1111中后面一个状态为有效状态。
例如：有效状态1-1110-1111 取非0-0001-0000，即4——3——-2——–1———0 实现模5的倒计时。1、首先控制个位输出的74LS161的设计根据需求不同，系统状态A、B用于控制74LS161的设定端D0D1D2D3，系统为Gr或Rg状态时个位为十（模10），即每十加一，系统为Yr或Ry状态时个位为五（模5），即每五加一。 模10时有效状态为0110、0111、1000、—–1111，D3D2D1D0设置为0110。模5时有效状态为1011、1100、1101、1110、1111，D3D2D1D设置为1011。所以：ABD3D2D1D011D0=D3＝~（~Y~y） D2=~(~G~g)D1=1 当状态为1111时，74LS161的状态必须跳转到下一个循环，此时进位输出为1，其CO不与设数端[LD]连接。 2、设计控制十位输出的74LS161。其设计与控制个位输出的74LS161基本相似。 系统状态量A、B用于控制十位74LS161的置位端D3D2D1D0。
当系统处于Gr状态时，将D3D2D1D0置1101；当系统处于Yr或者Ry状态时，将D3D2D1D0置1111；当系统处于Rg状态时，将D3D2D1D0置1110。因此ABD3D2D1D111D3=D2=1D1=A+B=~GD0=~A+~B=~g。同样的，我们将CO2接到数字端[LD]***。对于某些级联处理，当计数超过10秒时，个位需要进位到十位，此时十位计数，其他时间保持不变。该功能是通过控制十位的CLK端来实现的，个位的CO1不接十位的CLK端。 当个位需要进位时，即完成一个循环时，CO1为1，则十位有脉冲，十位开始计数。其他时候CO1=0，十位无脉冲，十位保持不变。设计时，将CO1、CO2接在与主控电路相连的双上升沿D触发器的cp上，当一个计时完成时，个位和十位同时完成一个循环，此时CO1=CO2=1（其他时候为0）。cp有上升沿，触发计时，即系统跳转到下一个状态，定时器开始下一次计时。4）主控电路要实现设计要求中的四种状态的自动转换，首先这四种状态要用数字形式来表达。 所需状态可用两个二进制数表示（00-Gr，01-Yr，11-Rg，10-Ry），循环状态：（00-01-11-10-00）数字电路课程中介绍的计数器，是通过在有限个不同状态之间循环来实现不同模数值计数的，因此设计一个模数值为4的计数器，其输出（代表不同的状态）可循环转换，并可控制电路的其他部分。
在课程设计中，利用74LS74（双上升沿D触发器）作为主控电路，设计了一个模4计数器。 主控电路： 六、系统总体电路图（附在后面） 七、心得与分析 在为期两周的课程设计中，有苦有乐，在苦中和乐中我学到了很多东西。不仅复习了数字电子学的内容，而且提高了自己的动手实践能力。第一天，在听了老师的讲解后，我了解了红绿灯的各种要求和所需的各种器件。接下来就是去图书馆查资料，仔细看了几本关于红绿灯的书，对要设计的红绿灯有了更进一步的了解。开始设计电路并不难，但是要把各个部分连接在一起，最后达到要求，就相当困难了。设计完电路，我就到实验室对电路进行仿真，仿真后发现倒计时不对，我观察数字的变化，发现数字的变化很大，于是就自己设计了一个模拟电路。 经过多次尝试，我改变了两片161芯片的级联和脉冲，终于，倒计时和灯光符合要求，仿真完之后，心里很开心。接上电路的时候，发现实际连接线要考虑接线，元件位置等问题，还是比较难的。不过，经过两天的努力，终于把电路接好了，插上电源一试，数码管不亮，后来才发现是正负极短路了，但不知道短路在哪儿。问了有数码管亮的同学，才知道数码管不要接正极，要共阴极。电路终于做好了，倒计时开始，灯光都亮了，一点差错都没有。电路容不得半点差错，一个引脚连接有问题，整个电路的功能就无法实现。
所以，我们要有认真严谨的科研态度和足够的耐心。这次的课程设计，不仅是动手能力的练习，更是锻炼我们思维能力和意志力的练习。我们从书本上学到的是死的知识，但通过课程设计，我们的思维被激活了，也给了我们一个发挥自己创新能力的机会。因为动手实践会遇到各种各样的问题和困难，所以我们不会畏惧困难，这是我们解决问题的方法。感谢老师给我们提供这次实习机会和细心的指导。 附录（参考文献）： 高淑丽《数字系统设计-数字电路课程设计指南》 毕曼青《电子技术实验与课程设计》 王玉银《数字电路逻辑设计》 吴爱莲 万家友 朱光博《电路与电子技术实验教程》 西安邮电大学电子工程学院数字电路课程设计过程考核表 学生姓名 李少霞 班级/学号 测控0801（） 任务实验室（单位） 电子信息工程教研室 部门 电子工程学院 实施时间 2010年6月7日至2010年6月18日 具体内容 第一周周一上午： 重点讲解设计的目的、要求；介绍系统设计的一般方法和步骤；介绍一些逻辑器件及其应用；安排课程设计题目；分析设计中可能出现的问题。 周一下午至周二： 学生选题、查阅资料、设计电路；教师准备设备和工具，同时为学生检查电路设计并进行指导、答疑。 周三：学生完成原理图设计和连接图设计。
教师审阅并开始发放元器件和工具。 周四至周五：学生安装、调试电路，教师继续答疑、发放元器件。 第二周周一至周二：学生继续安装调试，调试成功的学生可以选择做第二题。 周三：开始验收。要求：1）功能正确；2）电路稳定；3）能描述调试过程中遇到的问题及其解决办法。 周四至周五上午：继续验收，验收通过的学生整理、交工具，撰写设计报告。 周五下午：召开课程设计总结交流会，总结交流学生在课程设计中独特的设计思路、先进的调试方法。 指导老师（硕士）姓名 石小琳 职务或职称 讲师 指导老师（硕士）对学生的评价 学习态度 □ 认真 □ 一般 □ 不认真 学习纪律 □ 全勤 □ 偶尔缺席 □ 经常缺席 实践能力 □ 很强 □ 一般 □ 较差 指导老师（硕士）对学生专业知识或社会实践能力的评价 指导老师（硕士）签字 日期 西安邮电大学 电子工程学院 数字电路 课程设计 成绩评定表 学生姓名 李少霞 班级/学号 测量与控制 0801（） 实施时间 2010年6月7日至2010年6月18日 成绩评定 学习内容（20分） 与教学任务计划的结合程度（10分） 与专业训练的结合程度（6分） 其他（4分） 接收单位评价（20分） 实践能力（10分） 学习态度（6分） 学习纪律（4分） 报告评定 （60分）报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）报告质量（主题、结构、观点、逻辑、信息、字数30分）审稿人姓名石小林职称讲师表现点评审稿人签名日期
