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数电课设：交通灯课设.docx

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交通灯控制电路的设计

班级 / 学号

学生姓名

指导教师

一．概述

设计一交通灯控制电路，该电路由电源、时钟信号、计数电路、逻辑判断

电路和控制执行电路组成，其原理框图如图 1 所示。

时钟

信号

计数

电路

逻辑判

断电路

控制执

行电路

电源

灯

图 1 交通灯电路原理框图

技术指标：

1．电源输出电压为：+5V。

2．可以控制东南西北四个方向，每个方向控制时间为 60S。

3．用红、黄、绿三种颜色分别表示停、注意和通行其中红——黄——绿时

间间隔为 2S。

4. 该控制电路具有自动和手动控制两种方式，满足特殊情况下交通管理。

二.方案论证

设计一个交通灯控制电路，能控制东西和南北两条干道的交通灯。功能包

括：1.控制电路 2.计数电路 3.分位电路 4.倒计时输出电路。

交通灯亮灭时间关系如图 2 所示。

绿灯亮

东西

时间

南北

红灯亮

黄灯亮

绿灯亮

图 2 交通灯亮灭时间关系图

交通灯控制器原理如图 3 所示

时间值

Hold=0

Hold=1

控制红黄绿灯的

亮灭

Hold

计

数

器

控制器

Reset

东西和南北两条

干道都为红灯亮

Clock

分位译码电路

显示剩余时间

十位

图 3 交通灯控制器原理图

三、电路设计

1.计数器

针对此问题，计数器的计数范围为 0-59。分为 0-28，29-30,31-59 三部分，

每来一个秒脉冲,使计数器加 1,直到计数器计到 59 后，当遇到下一个时钟上升沿

时回复到 0，开始下一轮计数。此外，当检测到特殊情况时，需要进行手动控制

使 Hold=‘1’，此时计数器暂停计数。当系统出现故障或者想重新开始计数时按

下系统复位信号 RESET 可使计数器异步清零。

计数器逻辑电路图如图 4 所示

图 4 计数器逻辑电路图

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY jishu IS

PORT (clock:IN STD_LOGIC;

reset:in std_logic;

Hold:in std_logic;

countNum:BuFFeR INTEGER RANGE 0 TO 59);

END;

ARCHITECTURE behavior OF jishu IS

BEGIN

process(reset,Clock)

BEGIN

IF Reset='1' THEN

countNum<=0;

ELSIF rising_edge(Clock) THEN

IF Hold='1' then

countNum<=countNum;

ELSE

IF countNum=59 THEN

countNum<=0;

ELSE

countNum<=countNum+1;

END IF;

END PROCESS;

END;

2.控制器

正常情况下，控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、

灭，达到对东西和南北两条干道的交通控制。同时，将时间数值给传给分位译码

电路。当遇到紧急情况时，需要手动将 Hold 置成‘1’，此时控制东西和南北的

两条干道均点亮红灯二极管。

控制器逻辑电路图如图 5 所示

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