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数字逻辑实验(数电实验):设计交通灯控制器

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简介:
本课程为《数字电子技术》实践环节,重点在于设计并实现一个基于数字逻辑的交通灯控制系统。学生将学习如何运用所学理论知识解决实际问题,通过硬件电路的设计与调试来控制交通信号灯的工作状态,包括红绿灯切换时间、行人过街指示等,旨在提升学生的工程实践能力。 设计一个十字路口交通灯控制器以确保车辆能够安全、顺畅地通过交叉口。 系统功能如下: 1. 主干道与支路各有红黄绿三盏信号灯,并且按照一定规则交替工作:当主干道为绿色时,支线路的信号灯应显示红色;同样,在主干道亮起黄色信号灯或红色信号灯的情况下,支线路也相应地保持红色。反之亦然。 2. 两个方向的工作顺序如下:每一方向绿灯持续时间为10秒,黄灯作为缓冲时间则为5秒。 3. 在十字路口的通行过程中需要有数字显示来提示剩余的时间,并且该计数器以递减的方式进行倒计时,在到达零时刻后数码管自动熄灭。 4. 控制方式:在没有紧急情况发生的情况下,主干道绿灯亮10秒之后转为黄灯5秒钟的缓冲期再切换至支路通行模式。当有救护车或警车等特殊情况需要优先通过路口时,可手动操作开关或者按下按钮使所有方向同时变为红灯状态直至紧急事件结束;此时松开按钮系统将自动恢复到被中断前的状态继续运行。

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    本课程为《数字电子技术》实践环节,重点在于设计并实现一个基于数字逻辑的交通灯控制系统。学生将学习如何运用所学理论知识解决实际问题,通过硬件电路的设计与调试来控制交通信号灯的工作状态,包括红绿灯切换时间、行人过街指示等,旨在提升学生的工程实践能力。 设计一个十字路口交通灯控制器以确保车辆能够安全、顺畅地通过交叉口。 系统功能如下: 1. 主干道与支路各有红黄绿三盏信号灯,并且按照一定规则交替工作:当主干道为绿色时,支线路的信号灯应显示红色;同样,在主干道亮起黄色信号灯或红色信号灯的情况下,支线路也相应地保持红色。反之亦然。 2. 两个方向的工作顺序如下:每一方向绿灯持续时间为10秒,黄灯作为缓冲时间则为5秒。 3. 在十字路口的通行过程中需要有数字显示来提示剩余的时间,并且该计数器以递减的方式进行倒计时,在到达零时刻后数码管自动熄灭。 4. 控制方式:在没有紧急情况发生的情况下,主干道绿灯亮10秒之后转为黄灯5秒钟的缓冲期再切换至支路通行模式。当有救护车或警车等特殊情况需要优先通过路口时,可手动操作开关或者按下按钮使所有方向同时变为红灯状态直至紧急事件结束;此时松开按钮系统将自动恢复到被中断前的状态继续运行。
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  • (使用Multisim软件)
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    本实验通过Multisim软件模拟交通灯控制系统,运用数字逻辑电路设计原理,实现交通信号的自动切换与管理。 数字逻辑课程设计的交通灯项目已经完成并可以在Multisim软件上运行。该项目包含一个详细的Word文档说明,内容清晰易懂。
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    本课程设计以交通信号灯控制系统为实例,深入讲解和实践数字逻辑及数字系统的理论知识。通过该设计项目,学生能够掌握基本的电路原理、时序逻辑分析以及硬件描述语言的应用技巧,从而提升在实际工程中的问题解决能力。 1. 使用红、绿、黄发光二极管作为信号灯,并用传感器或逻辑开关检测车辆是否到来的信号,在实验电路设计中使用逻辑开关代替。 2. 主干道保持常允许通行的状态,当支干道有车来时才允许其通行。主干道亮绿灯时,支干道显示红灯;反之亦然。 3. 当主、支两路均有机动车辆等待通过的情况下,两者交替放行:主干道每次开放45秒,而支干道则为25秒。设计相应的计时和显示电路,并选择1Hz的时钟脉冲作为系统的工作频率。 4. 在从绿灯转换到红灯的过程中加入一个过渡阶段——黄灯亮起持续时间设定为五秒钟,以确保行驶中的车辆有足够的时间减速并停在停止线之外。 5. 设计用于上述情况下的计时与显示电路。