数字电路实验二

（1）进一步熟悉数字电路实验箱的功能和使用方法。（2）验证时序逻辑电路：8位移位寄存器74LS164的基本功能。（3）掌握常规时序逻辑电路的设计方法。利用74LS00、74LS08、74LS164完成设计任务。1.实验目的（1）实验器件:74LS00、74LS08、74LS164各一片。（2）实验设备：数字电子技术实验箱1台。2.实验仪器及器件实验三时序逻辑电路设计与实现（1)四二输入与门74LS08逻辑功能简介&&&&12345678910111213141A1B1Y2A2B2YGND4B4A4Y3B3A3YVcc74LS08四二输入与门（1)8位移位寄存器74LS164逻辑功能简介MRCPABQAQBQCQDQEQFQGQH0×××10××1↑111↑0×1↑×000000000QAQBQCQDQEQFQGQH1QAQBQCQDQEQFQG0QAQBQCQDQEQFQG0QAQBQCQDQEQFQGFF01DQ0FF1C1Q1FF2Q2FF3Q3DiCP1DC11DC11DC1FF41DQ4FF5C1Q5FF6Q6FF7Q71DC11DC11DC1&ABMR图274164内部逻辑图表174164功能表，图474164时序图由东西方向和南北方向道路的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、黄、绿三色交通信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁止线之外。设计要求如下：（1）用红、黄、绿三色发光二极管作信号灯，设计制作一个交通灯控制器。（2）当东西方向道路允许通行亮绿灯时，南北向道路亮红,南北方向道路允许通行亮绿灯时，东西方向道路亮红；（3）当两个方向均有车时，两者交替允许通行，东西方向道路每次放行N1(s),南北向道路每次放行N2(s)；（4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中将要亮N3(s)的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁行线以外。要求：N1=N2=20s,N3=4s。即：红、黄、绿三色灯依次点亮24s、4s、20s。要求用扭环形计数器作为定时控制器。4.设计任务分析交通灯的点亮规则，可以归纳为表2中四种态序。设计要点：态序东西方向南北方向绿灯亮，允许通行红灯亮，不允许通行时间（s）120黄灯亮，停车红灯亮，不允许通行24红灯亮，不允许通行绿灯亮，允许通行320红灯亮，不允许通行44黄灯亮，停车表2交通灯态序表（1）若选4s为一个时间单位，则十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮的时间比例为5：1：6，则计数器每4s输出一个脉冲。（2）计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用一个十二进制的计数器。计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器，这里选用8位移位寄存器74LS164组成扭环形十二进制计数器，状态表如表3。参考功能表表3扭环行计数器状态表（十二进制）（3）调节CP周期为4秒，南北方向亮6个CP周期时，东西方向绿灯亮5个CP周期时长，接着黄灯亮1个CP周期时长。反之亦然。即实现了两个方向红、黄、绿灯交替点亮24、4、5秒的要求。CP的顺序000000100000110000111000111100111110111111011111001111000111000011000001东西方向01234567891011Q0Q1Q2Q3615Q455001111110000（红灯亮）（黄灯亮）（绿灯亮）QQ南北方向5（绿灯亮）6（红灯亮）（黄灯亮）11.设计实现一个模12的扭环计数器。（1）用74LS164在实验箱上连接出电路；（2）列表记录电路的输出结果（用LED显示）。2设计实现交通灯控制电路：（1）根据设计要求和要点提示，设计出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式；东西方向：绿：EWG=黄：EWY=红：EWR=南北方向：绿：NSG=黄：NSY=红：NSR=（2）根据控制信号灯表达式画出实现电路图，即完善电路图5；（3）用74LS164、74LS08和74LS00在实验箱上连接出电路；（4）列表记录电路的输入与输出结果。5.实验内容MRCP0Q1Q2Q3QAB74LS1644Q5Q6Q7Q1DC11DC1CP=1HZ,5V0FF1FF0Q0Q1Q1QVCC红R1黄R1绿RVCC1EWR红R1黄R1绿RVCC1东西方向南北方向EWYEWGNSRNSYNSG图5实现电路图（待完整）U174LS164DQA3QB4QC5QD6A1B2~CLR9CLK8QE10QF11QG12QH13U2A74LS08NU2B74LS08NU2C74LS08NU2D74LS08NU3A74LS04NU3B74LS04NVCC5VV150Hz5VX12.5VX22.5VX32.5VX42.5VX52.5VX62.5V东西方向南北方向交通灯控制参考电路交通灯控制电路时序仿真波形