计数器选用集成电路74LS163进行设计较简便。74LS163是4位二进制同步计数器,它具有同步清零、同步置数的功能。74LS163的外引线排列图和时序波形图如图12、3所示,其功能表如表12、2所示。图中, 是低电平有效的同步清零输入端, 是低电平有效才同步并行置数控制端,CTp、CTT是计 图12、2 交通灯的ASM图数控制端,CO是进位输出端,D0~D3是并行数据输入端,Q0~Q 3是数据输出端。由两片74LS163级联组成的定时器电路如图12、4所示。电路的工作原理请自行分析。
(2)控制器
控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。从ASM图可以列出控制器的状态转换表,如表12、3所示。选用两个D触发器FF1、FFO做为时序寄存器产生 4种状态,控制器状态转换的条件为TL和TY,当控制器处于Q1n+1Q0n+1= 00状态时,如果TL= 0,则控制器保持在00状态;如果,则控制器转换到Q1n+1Q0n+1= 01状态。这两种情况与条件TY无关,所以用无关项"X"表示。其余情况依次类推,同时表中还列出了状态转换信号ST。
表12、2 74LS163功能表
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表12、3 控制器状态转换表
根据表12、3、可以推出状态方程和转换信号方程,其方法是:将Q1n+1、Q0n+1和 ST为1的项所对应的输人或状态转换条件变量相与,其中"1"用原变量表示,"0"用反变量表示,然后将各与项相或,即可得到下面的方程:
根据以上方程,选用数据选择器 74LS153来实现每个D触发器的输入函数,将触发器的现态值( )加到74LS153的数据选择输入端作为控制信号.即可实现控制器的功能。控制器的逻辑图如图12、5所示。图中R、C构成上电复位电路 。