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数字电路课程设计（红绿灯）

数字电路课程设计（一）

——红绿灯设计方案总结报告

指导教师：

设计人员：

班级：电信081

一、日期：设计任务书

1、题目：红绿灯控制器

2、设计要求：设计一个红绿灯控制器设计应具有以下功能

基本设计要求：设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功

能

（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。.

（2）东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮。

（3）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。

(4)东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。

要求有时间显示（顺数、逆数皆可），时间自定。（大于15秒以

上）

二、设计框图及整机概述

本课程设计在继承了原有的红绿灯的基本功能的基础上，有对其

功能进行了很大的完善，其中主要包括：

（1）可以对大小路口的绿灯及黄灯任意置数。

（2）在倒计时3~0秒期间，当时正在点亮的绿灯或黄灯会进行

闪烁。

正是由于拥有了这两个功能，使得电路稍显复杂，现在将分别讲

解其设计思路。

本电路大体上可以分为四个部分，即：赋值电路部分、控灯闪烁

部分、控制部分和核心计数部分。

其中，赋值电路部分占据了大量的空间和芯片，其主要原理是数

据选择。控灯闪烁部分的芯片较少，也没有占用太多空间，控制部分

分布在系统的各个部分，可以说是系统的灵魂，它对整个系统进行着

控制。核心计数部分比较简单，主要是进行计数并且产生进位信号。

三、各单元电路的设计方案及原理说明

（一）赋值电路部分

赋值电路的设计是整个电路设计最复杂的一个环节，其主要问题

主要集中在（1）对于一个计数器的数据输入端，如何使之在不同时刻

数据不同，即：如果假设绿灯为30秒，黄灯5秒，在对绿灯倒数计数

时，则计数器的输入端应该为30，在置数信号到达时即可将其置数到

输出端，并可开始计数。而当这30秒将要倒数完成时，又要考虑将输

入端数据变成05（2）如果设计成任意输入数据，将以何种方式进行

输入。

在设计这部分的电路时我首先想到的是第二个问题，开始阶段我

所采用的是74LS151，同时决定给每一位个数据分配一个控制开关，

但是，问题显而易见，开关太多了……粗略估计了一下，大概需要四十

个左右……所以显然方案不行。之后想到了可以用脉冲的方法对计数器

进行计数，即通过对计数器的CLK端不断的接高低电平，以达到将想

要赋的数存储在计数器中的目的。就是利用的这种不断开起闭合开关

的方法，从而将需要赋给核心计数部分的数据先储存起来。完成这部

分功能的器件，我选择了74LS160和开关若干。

经过上面的叙述，已经了解了如何将想要实现的大路小路的各种

灯的点亮描述输入进来，以及输入系统之后的储存原理。下面所要讲

述的是如何将已经输入到系统中，并暂时储存的数据，分时段赋给计

数部分份的原理。

从我的原理图可以看到，左侧有四个模块，每个模块由若干个

74LS160和74LS153组成，且线路是相互垂直连接的，其中上面两个

模块负责的是对黄灯和绿灯时间的计数，现以这两部分进行讲解。

74LS153的作用是对已经存储在74160中的数据进行选择。设上数第

一个模块为模块A，第二个为模块B。A的作用是对秒的十位进行赋值，

B的作用是对秒的个位进行赋值。现以实例讲解：设要求输入大路口绿

灯25秒，黄灯04秒，小路口绿灯15秒。同时可以得出，小路口红灯

30秒，大路口红灯20秒。则在模块AB中的74LS160从上到下所存

储的数据为2（0010）、1（0001）、5（0101）、4（0100）、5

（0101）。AB中的数据选择器负责对这些数据进行选择，并输出给

计数部分。当数据选择器中的输入端AB为00是，即输出所有AB中

的数据选择器的1*0，2*0项，即，A模块通过两个153将输出0010

（2），并赋给负责计秒数十位的核心计数部分的模块通过两个153将

输出0101（5），即，此时的核心计数部分负责绿灯黄灯秒数的计数

器