内容发布更新时间 : 2024/12/23 23:37:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

红2 绿1 黄1 红1 黄2 绿2

≥1

A0 A1 A2 A3 Q3 Q2 Q1 Q0 74LS161 EP ET ￣LD ￣RD JK触发器 JK触发器 JK触发器 JK触发器 CP CP CP K J K J K J K J J K

JK触发器 CP & & & & 低电平清零信号

470uF 5 CP Vcc=5V 3 555定时器脉冲信号发生器 4 1 2 6 7 8 图2. 总体电路图

（**说明：JK触发器的K端悬空代表高电平，且JK触发器为下降沿触发。红1、黄1、绿1表示主干道信号灯，红2、黄2、绿2表示次干道信号灯。工作前RD端先接低电平清零。） 3、电路原理简要说明：

电路的脉冲信号由CB555定时器组成的多谐振荡器外接上合适的电容C和电阻R组成，可以产生T=5s的矩形波，该信号输入计数器74LS161（十六进制计数器）进行计数并通过Q3Q2Q1Q0输出二进制数。在组合逻辑电路作用下分别在0（0s）、9(5*9=45s)、10(5*10=50s)、15(5*15=75s)时对JK触发器进行触发（或置零）使相应二极管发光，实现信号灯的功能。

五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算

1、脉冲信号发生电路：

Vcc

U0

470uF

图3. CB555定时器电路 图4. CB555定时器接线图 按照图4.接好电路，可知脉冲信号周期 T=tp1+tp2=ln2(R1+2R2)C

令T=5s，

则可取R1=R2=5.1K C=470uF.

将R1=R2=5.1K，C=470uF按要求接入电路，在U0端即可输出T=5s的矩形脉冲波。

2、十六进制计数器电路：

图5. 计数器接线图 图6. 74LS161管脚图 将脉冲信号发生器产生的脉冲信号接在CP端，置数端接地，EP、ET、LD、RD端均接高电平，在Q3Q2Q1Q0端即可得到0-15的二进制编码，实现对矩形脉冲的计数。

3、组合逻辑电路功能分析与电路设计：

（1）根据设计要求与实际情况可得到信号灯的逻辑状态图和逻辑电路图：

时间 主干道 信号灯 红 黄 绿 红 次干道 黄 信号灯 绿 0 0 1 0 0 0 0 1 0-45s 0 0 1 1 45-50s 0 1 0 1 50-75s 1 0 0 0 75-80s 1 0 0 0 表1. 信号灯的逻辑状态图 ① ② ③ ④ ⑤ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

图7. 组合逻辑电路图

*0代表灯灭，1代表灯亮 （2）组合逻辑电路的功能分析：

首先，定时器产生的矩形方波（T=5s）经计数器统计后在输出端Q3Q2Q1Q0 形成二进制数从0000到1111循环，每个数字间间隔5s，

当Q3Q2Q1Q0 =0000时，与非门Ⅰ输出低电平触发JK触发器①使绿灯变亮，并保持。当Q3Q2Q1Q0 =1001时，与非门Ⅱ输出低电平触发JK触发器②使黄灯变亮，同时，与非门Ⅱ的输出端使触发器①的J处于低电平将触发器①强制置零，使绿灯1熄灭。其他灯的亮与灭的实现方法与此相同：Q3Q2Q1Q0 使触发器翻转，下一个与门对上一个触发器置零，使各个灯按要求点亮和熄灭。 由于主干道和次干道上灯的状态有一定关系，可将次干道上的信号灯与主干道上相应的灯连接，以简化电路。 （3）JK触发器的逻辑状态表： Qn Qn+1 功能 J K 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Qn 保持 0 1 0 置0 1 0 1 置1 1 1 Qn 计数 4、JK触发器和信号灯电路