长江大学：《数字电子技术实验》课程教学课件（PPT讲稿）3.交通灯控制电路综合设计

“交通灯控制与显示电路综合设计实验编写人：余新平长江大学电工电子实验教学示范中心

“交通灯控制与显示电路” 综合设计实验 编写人：佘新平 长江大学电工电子实验教学示范中心

一、实验目的1：掌握组合逻辑电路的设计方法：2．掌握时序逻辑电路的设计方法；3．初步具备数字系统的综合设计能力：4.5学会数字电路的软件仿真；5．掌握数字电路的安装和调试方法

一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法； 2．掌握时序逻辑电路的设计方法； 3．初步具备数字系统的综合设计能力； 4．学会数字电路的软件仿真； 5．掌握数字电路的安装和调试方法

二、实验说明该综合实验按分步实施方式进行。全部实验分为四部分：第一，方案设计；第二，组合逻辑电路的设计与实现第三，时序逻辑电路的设计与实现第四，采用CPLD/FPGA可编程器件实现整个实验。该综合设计实验采用理论设计、软件仿真和电路安装与调试三步走，以提高学生的综合设计与实践动手能力

二、实验说明 该综合实验按分步实施方式进行。全部实验分为四 部分： 第一，方案设计； 第二，组合逻辑电路的设计与实现； 第三，时序逻辑电路的设计与实现； 第四，采用CPLD/FPGA可编程器件实现整个实验。 该综合设计实验采用理论设计、软件仿真和电 路安装与调试三步走，以提高学生的综合设计与 实践动手能力

三、实验元器件该综合实验采取两种不同的技术手段实现：1：常用中、小规模数字电路：集成逻辑门、集成编码器、集成译码器、集成数字选择器、集成计数器等。2.CPLD/FPGA可编程器件

三、实验元器件 该综合实验采取两种不同的技术手段实现： 1．常用中、小规模数字电路：集成逻辑门、 集成编码器、集成译码器、集成数字选择 器、集成计数器等。 2．CPLD/FPGA可编程器件

(1)“交通灯控制与显示电路综合设计实验一一方案设计（课外完成）

“交通灯控制与显示电路”综合设计实验（1） ——方案设计（课外完成）

问题描述设计并实现一十字路口的红、绿、黄三色交通灯控制与显示电路，即每个路口设置一组红黄、绿交通灯，按图1所示情况变化，以保证车辆、行人通行安全。情况！T2况2Ox.XXOXO图1个←X大情况4T2情况3T3OXX

一、问题描述 设计并实现一十字路口的红、绿、黄三色交 通灯控制与显示电路，即每个路口设置一组红、 黄、绿交通灯，按图1所示情况变化，以保证车辆、 行人通行安全。 图1

二、功能分析1.基本功能（见前面图）2.扩展功能（1）特殊状态控制功能特殊状态如紧急车辆随时通行功能受一开关控制，无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将特殊状态开关按下，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两个方向的红灯同时点亮，禁止其它车辆通行，同时计时停止；特殊状态结束后，恢复原来状态继续运行。（2）信号灯点亮时间预置功能控制电路在任何时候可根据实际情况修改信号灯点亮时间（3）各路口交通灯故障报警功能（选做）交通灯控制电路发出警报，说明各路口交通灯同时熄灭或点亮的情况不符合预定要求

二、功能分析 1．基本功能（见前面图） 2．扩展功能 （1）特殊状态控制功能 特殊状态如紧急车辆随时通行功能受一开关控制，无急车 时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将特殊状态开 关按下，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两个方 向的红灯同时点亮，禁止其它车辆通行，同时计时停止； 特殊状态结束后，恢复原来状态继续运行。 （2）信号灯点亮时间预置功能 控制电路在任何时候可根据实际情况修改信号灯点亮时间。 （3）各路口交通灯故障报警功能（选做） 交通灯控制电路发出警报，说明各路口交通灯同时熄灭或点 亮的情况不符合预定要求

三、设计任务与要求假设东西方向的绿灯点亮时间为Te，同时也是南北方向的禁行时间：南北方向的绿灯点亮时间为Ts，同时也是东西方向的禁行时间；此外，东西、南北方向的黄灯点亮时间均为Ty。1．参考图1，定义交通灯的状态，确定状态表：2．根据实际交通灯转换过程，设计交通灯的状态转换图；3．按交通灯的功能要求，设计系统的电路模块图

三、设计任务与要求 假设东西方向的绿灯点亮时间为Te ，同时也是 南北方向的禁行时间；南北方向的绿灯点亮时间为 Ts ，同时也是东西方向的禁行时间；此外，东西、 南北方向的黄灯点亮时间均为Ty 。 1．参考图1，定义交通灯的状态，确定状态表； 2．根据实际交通灯转换过程，设计交通灯的状态 转换图； 3．按交通灯的功能要求，设计系统的电路模块图

四、设计思路：1：参考图1，定义交通灯的状态，确定状态表1YT1情况！T2情况2状态东西方向南北方向时间xOOXxO●X(s)0个+So绿灯亮红灯亮T.←S1黄灯亮红灯亮T,xS2T红灯亮绿灯亮xo情况4T2情况3T3CS3红灯亮黄灯亮T.xOX

四、设计思路： 1．参考图1，定义交通灯的状态，确定状态表； 状态 东西方向 南北方向 时间 （s） S0 绿灯亮 红灯亮 Te S1 黄灯亮 红灯亮 Ty S2 红灯亮 绿灯亮 Ts S3 红灯亮 黄灯亮 Ty

状态东西方向南北方向时间(s)So绿灯亮红灯亮T.S1黄灯亮红灯亮TS2T.红灯亮绿灯亮S3红灯亮黄灯亮T,Te未到Ty未到Te到SOS1、状态转换图Ty到Ty到S2S3Ts未到Ts到Ty未到

状态 东西方向 南北方向 时间 （s） S0 绿灯亮 红灯亮 Te S1 黄灯亮 红灯亮 Ty S2 红灯亮 绿灯亮 Ts S3 红灯亮 黄灯亮 Ty 、状态转换图