Multisim交通灯设计：使用状态机与VHDL的初步探索

该文档是关于使用Multisim软件设计交通灯系统的设计报告，作者为Sun，属于北京化工大学信息科学与技术学院通信1801班的学生。设计内容包括利用状态机搭建的14进制和5进制加法计数器，以及三状态计数器，用于控制红绿黄灯的交替。尽管设计中存在正向计数器无法实现数码管倒计时的问题，但提供了基本的交通灯设计思路。 设计详解： 1. **14进制加法计数器**：设计目的是为了实现红灯和绿灯各维持14秒的状态。通过两个74LS74D芯片（包含4个D触发器）构建，利用卡诺图进行逻辑简化，最终形成对应的电路图和波形图。计数器在达到14进制的最大值后，会触发一个上升沿信号，更新三状态计数器的状态。 2. **5进制加法计数器**：用于控制黄灯5秒的显示。使用三个D触发器和逻辑门，同样经过卡诺图简化，得到电路图和波形图。当计数器达到5进制的最大值时，也会触发三状态计数器的更新。 3. **三状态计数器**：这一部分用于表示红绿黄三种状态，通过两个D触发器来实现。计数器接收到14进制和5进制计数器的信号后，会改变自身状态，从而控制交通灯的颜色变化。 4. **四选一数据选择器**：结合74153N芯片，用于根据计数器的输出选择正确的时钟信号，驱动不同颜色的灯亮起。 5. **不足之处**：设计中没有实现数码管的倒计时功能，这意味着用户无法直观地看到剩余时间。此外，设计者提到，使用VHDL语言进行设计会更加简洁。 6. **后续改进**：设计者计划发布改进版本，以解决当前设计中的问题，并推出VHDL语言版本的设计，这将使得设计更加优化且易于理解和实现。 这个设计报告为初学者提供了一个基础的交通灯控制系统的设计框架，通过Multisim软件的实践操作，可以帮助理解数字逻辑电路和状态机在实际问题中的应用。同时，它也强调了设计过程中可能出现的问题和改进的可能性，这对于学习电子设计和计算机控制系统的人来说是一个宝贵的参考。