單元電路的具體設(shè)計
1、時序脈沖產(chǎn)生和分頻電路
時鐘電路是數(shù)字系統(tǒng)不可缺少的一個重要組成部分，因為數(shù)字電路只有在時鐘電路的驅(qū)動下才可正常工作。根據(jù)應(yīng)用場合的不同，不同數(shù)字電路選擇使用不同類型的時鐘發(fā)生器。因交通燈控制系統(tǒng)的秒信號精度不高，故可選用555定時器，也可選用RC環(huán)行振蕩器，考慮到紅燈亮的時間與倒計數(shù)的時間一致，本系統(tǒng)選用CD4060計數(shù)器來得到一個時鐘脈沖。
本設(shè)計通過CD4060計數(shù)器產(chǎn)生的是2Hz的時鐘脈沖，不符合系統(tǒng)要求的1Hz時針脈沖，所以需要一個分頻電路，即把CD4060所產(chǎn)生的信號進(jìn)行2分頻。該分頻電路可以用任何一個二進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)。本文選用74HC390計數(shù)器來實現(xiàn)，74HC390是一個雙二-五-十進(jìn)制加法計數(shù)器，其引腳接法及功能如下所示：
① 每個集成塊中由2組計數(shù)器，每組計數(shù)器由兩個計數(shù)器組成，共有4個計數(shù)器。
② 每組計數(shù)器內(nèi)有1個一位二進(jìn)制計數(shù)器和1個五進(jìn)制計數(shù)器。它們可以單獨計數(shù)，但清零時同時清零。A，B為時鐘脈沖的輸入，下降沿觸發(fā)。QA，QB，QC，QD為計數(shù)輸出。
③ 如1位二進(jìn)制計數(shù)器的輸出QA接上五進(jìn)制計數(shù)器的時鐘脈沖的輸入B，則構(gòu)成8421BCD碼十進(jìn)制的計數(shù)器。A為時鐘脈沖的輸入，QA，QB，QC，QD為輸出，QD是最高位；五進(jìn)制計數(shù)器的輸出QD接上二進(jìn)制計數(shù)器時鐘脈沖輸入A，則構(gòu)成5421BCD碼十進(jìn)制的計數(shù)器，B為時鐘脈沖的輸入，QA，QB，QC，QD為輸出，QA是最高位。
④ 清零RD為異步清零，高電平有效。
在本電路中，將clka與CD4060脈沖發(fā)生器的時鐘輸出相連，Qa即為1Hz時鐘輸出。其具體電路如圖3所示。
2、倒計時計數(shù)電路
倒計時計數(shù)電路主要由計數(shù)器構(gòu)成，它在整個系統(tǒng)設(shè)計中的作用是實現(xiàn)計時計數(shù)，在此我們選用減法計數(shù)器，因為本設(shè)計說明計時時間可預(yù)設(shè)，所以需要可預(yù)置數(shù)的計數(shù)器，結(jié)合以上要求，本系統(tǒng)采用4516。