自动红绿灯指挥系统设计——基于数字电路与逻辑设计

"该文档是西电计算机学院大二上学期数字电路与逻辑设计课程的一份期末大作业，涉及设计一个自动红绿灯指挥系统的模拟实现。作业中使用了74LS160和74LS192计数器以及74LS138译码器来构建电路，实现红绿灯的自动控制。" 在这份大作业中，学生们被要求设计一个能够自动控制红绿灯切换的系统，确保交通流畅。系统设计的核心在于74LS160和74LS192这两款数字集成电路。74LS160是一款十进制同步可预置计数器，由四个D型触发器和相关门电路组成，具备计数、置数、禁止和清零等功能。在计数过程中，所有触发器同时响应时钟信号，确保输出变化同步，避免了非同步计数器的输出尖峰问题。计数器可以预置到任意状态，同时提供同步置数和异步直接清零功能。 另一方面，74LS192则被设定为减计数状态，用于倒计时功能。考虑到红绿灯周期较长，需要记录分钟级别的时间，因此使用了两片74LS192进行级联，分别控制个位和十位的时间。每片74LS192的模值根据需求设置，例如个位计数器的模值为10，对应10秒的绿灯间隔。 为了控制红绿灯的亮灭状态，74LS138译码器被应用。这款3-8线译码器可以将输入的二进制代码转换为对应的输出线状态，以此控制红、黄、绿三种灯的开关。通过74LS160的计数输出，结合74LS138的译码功能，可以实现红绿灯按照预设顺序和时长亮灭。 电路功能示意图描绘了整个系统的结构，包括交流电源如何驱动显示器控制电路，以及显示器如何反馈当前的红绿灯状态。此外，还展示了74LS160如何作为计数器，以及74LS138如何作为控制信号的转换器，将计数值转化为实际的灯状态。 这份大作业要求学生掌握数字逻辑设计的基本原理，理解并应用数字集成电路，如计数器和译码器，来解决实际问题。通过这个项目，学生们不仅能够深化对数字电路的理解，还能提高他们的实践操作能力和问题解决技巧。