1、“交通灯控制与显示电路”综合设计实验一、 实验目的1掌握组合逻辑电路的设计方法；2掌握时序逻辑电路的设计方法；3初步具备数字系统的综合设计能力；4学会数字电路的软件仿真；5掌握数字电路的安装和调试方法。二、 实验说明1该综合实验按分步实施方式进行。全部实验分为四部分：第一，方案设计；第二，组合逻辑电路的设计与实现；第三，时序逻辑电路的设计与实现；第四，采用CPLD/FPGA可编程器件实现整个实验。2该综合设计实验采取课内外结合的方式。第一部分实验要求在课外完成，在数字电子技术课程的理论教学之初布置综合设计实验的第一部分内容，学生边学习理论课程，边思考，逐步完成方案设计；第二部分实验主要在实验课
2、内完成，安排在组合逻辑电路理论教学内容结束后进行；第三部分实验主要在实验课内完成，安排在时序逻辑电路理论教学内容结束后进行；第四部分实验主要在实验课内完成，安排在CPLD/FPGA可编程器件理论教学内容结束后进行。3该综合设计实验采用理论设计、软件仿真和电路安装与调试三步走，以提高学生的综合设计与实践动手能力。三、 实验元器件该综合实验采取两种不同的技术手段实现：1常用中、小规模数字电路：集成逻辑门、集成编码器、集成译码器、集成数字选择器、集成计数器等。2CPLD/FPGA可编程器件。“交通灯控制与显示电路”综合设计实验（1）方案设计一、问题描述设计并实现一十字路口的红、绿、黄三色交通灯控制与
3、显示电路，即每个路口设置一组红、黄、绿交通灯，按图1所示情况变化，以保证车辆、行人通行安全。图1 正常情况下交通灯状态示意图二、功能分析1基本功能根据需求描述，系统应具有如下基本功能：系统工作时，东西方向绿灯亮时，南北方向红灯亮，该信号灯点亮时间可自由设定(设定范围为0099s)，同时点亮时间进行倒计时显示；当时间减为00时，东西方向绿灯熄灭，黄灯同时点亮，并维持数秒，南北方向仍为红灯亮；当倒计时显示减为00时，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，点亮时间仍可自由设定；当倒计时显示减为00时，南北方向绿灯熄灭，黄灯同时点亮，并维持数秒，东西方向仍为红灯亮。当倒计时显示减为00时，系统状态进入下一个
4、周期，以后周而复始的循环。2扩展功能（1）特殊状态控制功能特殊状态如紧急车辆随时通行功能受一开关控制，无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将特殊状态开关按下，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让两个方向的红灯同时点亮，禁止其它车辆通行，同时计时停止；特殊状态结束后，恢复原来状态继续运行。（2） 信号灯点亮时间预置功能控制电路在任何时候可根据实际情况修改信号灯点亮时间。（3）各路口交通灯故障报警功能（选做）交通灯控制电路发出警报，说明各路口交通灯同时熄灭或点亮的情况不符合预定要求。三、设计任务与要求正常情况下，十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯有如图 1 所示 4 种情况，假设东西方向的绿灯点亮时间为 Te ，同时也是南北方向的禁行时间；南北方向的绿灯点亮时间为 Ts ，同时也是东西方向的禁行时间；此外，东西、南北方向的黄灯点亮时间均为 Ty 。1参考图 1，定义交通灯的状态，确定状态表；2根据实际交通灯转换过程，设计交通灯的状态转换图；3按交通灯的功能要求，设计系统的电路模块图。
