數(shù)字電路課程設(shè)計報告書-—交通燈控制器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告書</p><p><b>　　交通燈控制器</b></p><p><b>　　交通燈控制器的設(shè)計</b></p><p>　　一 課程設(shè)計題目與實習(xí)目的</p><p><b>　　題目:交通燈控制器</b></p>

2、<p><b>　　實習(xí)目的:</b></p><p>　　1.熟悉數(shù)字電路課程的基本知識，并將其運用于實踐中。</p><p>　　2.掌握幾種常用數(shù)字電路芯片的工作原理，并學(xué)會熟練的使用它們。</p><p>　　3.了解一般數(shù)字電路設(shè)計的基本步驟，學(xué)會將所學(xué)的理論知識運用到實際問題。 </p><p&g

3、t;　　4.初步學(xué)習(xí)自行設(shè)計電路，連接電路和排查電路的能力。</p><p><b>　　二 任務(wù)和要求</b></p><p>　　1．在十字路口的兩個方向上各設(shè)一組紅黃綠燈，顯示順序為其中一方向是綠燈、黃燈、紅燈；另一方向是紅燈、綠燈、黃燈。</p><p>　　2．設(shè)置一組數(shù)碼管，以計時的方式顯示允許通行或禁止通行時間，其中綠燈亮的時間

4、是6s，黃燈亮的時間是2s。（時間也可自行確定）</p><p>　　3．選做：當(dāng)任何一個方向出現(xiàn)特殊情況，按下手動開關(guān)，其中一個方向常通行，倒計時停止。當(dāng)特殊情況結(jié)束后，按下自動控制開關(guān)，恢復(fù)正常狀態(tài)。 </p><p>　　三 總體方案的選擇</p><p>　　時鐘信號發(fā)生器產(chǎn)生一個CP脈沖，計數(shù)器74LS161接受CP脈沖，實現(xiàn)同步計時。兩片74LS161

5、，實現(xiàn)計數(shù)功能，并通過非門產(chǎn)生倒計時。計數(shù)器的輸入端用主控制器實現(xiàn)其模值循環(huán)。利用同步置數(shù)端，當(dāng)高位輸入為1101、低位輸入為0110時實現(xiàn)模30的計數(shù)器；當(dāng)高位輸入為1111、低位輸入為1011時實現(xiàn)模5的計數(shù)器；當(dāng)高位輸入為1110、低位輸入為0110時實現(xiàn)模20的計數(shù)器。</p><p>　　然后主控電路，控制161輸入端。當(dāng)輸出Q2、Q1為00時實現(xiàn)模30的計數(shù)器，此時主干道的綠燈和次干道的紅燈亮起來；當(dāng)

6、Q2、Q1為01時實現(xiàn)模5計數(shù)器，此時主干道的黃燈和與次干道的紅燈一起亮而主干道的綠燈熄滅；當(dāng)Q2、Q1為10時實現(xiàn)模20的計數(shù)器，此時主干道的紅燈和次干道的綠燈亮起來；當(dāng)Q2、Q1為11時，實現(xiàn)模5計數(shù)器，此時次干道的黃燈與主干道的紅燈一起亮，而次干道的綠燈熄滅；然后Q2、Q1在回到00狀態(tài)，這樣就實現(xiàn)了交通燈的循環(huán)且實現(xiàn)了主次干道通車時間不同的功能。 </p><p>　　倒計時顯示：十位倒計時顯示，將161

7、的輸出端通過非門接入48，利用它的反碼輸出在數(shù)碼管上實現(xiàn)倒計時。再利用74的輸出來控制08與門的輸入，而08的輸出接發(fā)光二極管，從而實現(xiàn)紅綠燈的變化。這樣便實現(xiàn)了該電路的所有功能。</p><p>　　下圖為簡單的原理方框圖</p><p>　　四 單元電路的設(shè)計</p><p>　　1.設(shè)計所使用的元件及工具：</p><p>　　74L

8、S161 （四位二進制同步計數(shù)器）------------------------------ 3個；</p><p>　　74LS48 （BCD七段譯碼器） ---------------------------------2個；</p><p>　　74LS00 （四二輸入與非門） ---------------------------------1個；</p>

9、<p>　　74LS04 （六非門） ----------------------------------------- 3個；</p><p>　　發(fā)光二極管 -------------------------------------------------8個；</p><p>　　555 -----------------------------

10、-------------------- 1個；</p><p>　　電容： 4.7nf ----------------------------------------------1個；</p><p>　　電阻： 150k ----------------------------------------------1個；</p><p>　　100

11、----------------------------------------------4個；</p><p>　　4.7k ------------------------------------------------1個；</p><p><b>　　實驗板一塊；</b></p><p><b>　　萬用表一個；</b

12、></p><p><b>　　鉗子一個；</b></p><p><b>　　導(dǎo)線若干。</b></p><p>　　2. 各部分功能的具體說明：</p><p><b>　　1、脈沖產(chǎn)生電路：</b></p><p><b>　　脈沖

13、產(chǎn)生電路</b></p><p><b>　　2、狀態(tài)控制電路：</b></p><p>　　用74LS161實現(xiàn)，輸出端Q2，Q1按00—01—10—11一直循環(huán)下去，所以可以作為狀態(tài)輸出端。</p><p><b>　　3、信號燈電路：</b></p><p><b>　　

14、交通燈真值表</b></p><p>　　用74LS74，74LS08，發(fā)光二極管。</p><p>　　主干道：R=Q2; Y=Q2Q1; G=Q2Q1;</p><p>　　支干道：r=Q2; y=Q2Q1; g=Q2Q1;</p><p>　　其中Q2 Q1是161的兩個輸出端</p><p&g

15、t;<b>　　信號燈電路</b></p><p><b>　　4、倒計時電路：</b></p><p>　　用 74LS161，74LS48 ，74LS04，數(shù)碼管，電阻。</p><p>　　當(dāng)每一狀態(tài)發(fā)生變化時，置入的數(shù)據(jù)將跟著變。數(shù)碼管顯示秒數(shù)：</p><p>　　主干道

16、 支干道</p><p>　　S0：綠燈 29~0 紅燈（30秒）</p><p>　　S1：黃燈 04~0 紅燈（5秒）</p><p>　　S2：紅燈 19~0 綠燈（20秒）</p><p>　　S3：紅燈 04~0

17、 黃燈（5秒）</p><p>　　計時單元采用倒計時方式，各狀態(tài)下的計時狀態(tài)如下真值表：</p><p>　　各狀態(tài)下置數(shù)單元的的輸入輸出關(guān)系表</p><p><b>　　由真值表得：</b></p><p>　　A1=Q1，B1=1, C1=Q1， D1=Q1; D2=C2=‘1’,B2 =G, A2

18、 =g </p><p><b>　　倒計時電路</b></p><p><b>　　五 總體電路圖</b></p><p>　　六 組裝后測量輸出信號波形</p><p>　　七 電路組裝、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法</p><p>　　

19、1、 由于是在一小塊面包板上完成一個集成電路，所以電路的連線比較繁瑣，接線的時候要特別注意芯片的管腳，同時注意一下芯片是否插緊，導(dǎo)線是否松弛等等。芯片不能插反也不能插錯位置，在實驗中我有次粗心插錯位置。經(jīng)過同學(xué)的幫助才發(fā)現(xiàn)這個問題。</p><p>　　2、 調(diào)試電路前，首先要用萬用表檢查一下各個芯片是否完好，有時換了一個芯片就好了。</p><p>　　3、電壓范圍不能超過5V，我就由于

20、在實驗室時沒有調(diào)整好電壓，電壓大了0.5v左右而使數(shù)碼管亂碼，所以電源的穩(wěn)定很重要，要注意檢查，也使我明白做實驗一定要嚴(yán)謹(jǐn)。</p><p>　　4、 實驗中還遇到了其他的一些小問題，但最后都在老師或同學(xué)的幫助下得到了解決。</p><p><b>　　八 實驗總結(jié)</b></p><p>　　實習(xí)就是將理論付之于實踐的過程，如何能更好地用自己

21、的知識來實現(xiàn)實驗的要求的功能，這不僅要看我們所學(xué)的知識是否扎實，更重要的是要有能把書本知識運用在實際電路中的能力。經(jīng)過兩周實習(xí)，鍛煉了我的電路設(shè)計能力和動手的能力，也使我通過親身實踐掌握了一些中規(guī)模集成器件的使用技巧與方法，而不僅限于書本上的理論知識。</p><p>　　我認(rèn)為對于本次實驗，事先應(yīng)預(yù)習(xí)查資料做好電路圖，布局好在實驗板上的位置就會達到事半功倍的效果。實驗中最好能做一個模塊然后檢查一個模塊，這樣以后

22、出錯的機會就很小了，而且也很容易排查錯誤。遇到問題要思考解決，不能只是一味的拆和插電路，這樣不但解決不了問題，還會耽誤時間和進度。當(dāng)然在實驗中遇到的問題也很多，這些大部分是因為自己掌握的知識還不夠牢固，動手實踐的次數(shù)不夠。好在通過請教老師和同學(xué)后一一地解決了。</p><p>　　同時，做實驗時一定要細(xì)心，要有毅力。還有剛開始接觸可能對某些芯片及其功能不是很清楚，這就要求我們自己通過翻閱資料，請教老師同學(xué)或自己學(xué)

23、習(xí)。</p><p>　　這次實驗讓我復(fù)習(xí)了我們所學(xué)的數(shù)字電路邏輯設(shè)計這一門課程的知識，也為以后更深入的學(xué)習(xí)做了一個好的開端，是一次提升自我的實驗。通過實習(xí)，活躍了我們的思維，也給了我一個發(fā)揮自己創(chuàng)新能力的機會。今后，我會在學(xué)習(xí)理論知識的同時，更加注重動手實踐能力的培養(yǎng)與思維能力的鍛煉?？傊@次實習(xí)讓我受益非淺。</p><p><b>　　九 參考文獻。</b>&l

24、t;/p><p>　　高書莉 《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計—數(shù)字電路課程設(shè)計指南》 北京郵電學(xué)院出版社 </p><p>　　畢滿清 《電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計》 機械工業(yè)出版社</p><p>　　陳汝全 《電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊》 機械工業(yè)出版社</p><p>　　高海生 《最新電子元氣件應(yīng)用手冊》