數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　方案論證</b></p><p>　　2.1信號(hào)燈轉(zhuǎn)換器……………………………………………………2</p><p>　　2.2倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器…………………………………

2、…………………3</p><p>　　2.3倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器與信號(hào)燈轉(zhuǎn)換連接………………………………3</p><p>　　2.4秒脈沖產(chǎn)生電路…………………………………………………4</p><p>　　2.5電路測(cè)試與仿真…………………………………………………7</p><p>　　心得與體會(huì)……………………………………………………………8&

3、lt;/p><p><b>　　第一章 </b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　城市十字交叉路口為確保車(chē)輛、行人安全有序地通過(guò)，都設(shè)有指揮信號(hào)燈。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通、提高道路事故有明顯效果。因此，如何采用合適的方法，使交通信號(hào)的控制與交通疏導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，最大限度緩解

4、主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r。以下就是一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)的電路原理、設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試等問(wèn)題。</p><p><b>　　要求如下：</b></p><p>　　（1）在十字路口兩個(gè)方向上個(gè)設(shè)置一組紅、黃、綠信號(hào)燈，其中，綠燈亮的時(shí)間為8s，黃燈亮的時(shí)間為2s；</p><p>　?。?）在綠燈轉(zhuǎn)向紅燈的過(guò)程中，先由綠燈轉(zhuǎn)成黃燈，黃

5、燈亮完2秒后，迅速換回紅燈亮，同時(shí)也讓對(duì)方由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈。</p><p>　?。?）如果發(fā)生特殊事情，可以手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)方向常亮綠燈，倒計(jì)時(shí)停止。特殊事情結(jié)束后，可手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常狀態(tài)。</p><p><b>　　第二章</b></p><p><b>　　總體方案設(shè)計(jì)</b></p>&l

6、t;p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，智能交通燈系統(tǒng)應(yīng)由信號(hào)燈轉(zhuǎn)移、倒數(shù)計(jì)時(shí)器、秒脈沖信號(hào)三部分組成，其原理如下：</p><p><b>　　單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1信號(hào)燈轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　用以下六個(gè)符號(hào)分別代表東西（A）和南北（B）方向上信號(hào)燈的狀態(tài)：</p>

7、<p>　　GA：東西方向上綠燈亮；GB：南北方向上綠燈亮；</p><p>　　YA：東西方向上黃燈亮；YB：南北方向上黃燈亮；</p><p>　　RA：東西方向上紅燈亮；RB：南北方向上紅燈亮。</p><p>　　信號(hào)燈狀態(tài)S有以下?tīng)顟B(tài)：</p><p>　　S1：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；</p&g

8、t;<p>　　S2：東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮；</p><p>　　S3：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮；</p><p>　　S4：東西方向紅燈亮，南北方向黃燈亮。</p><p><b>　　由計(jì)算可得出：</b></p><p>　　GA=Q1nQ0nYA=Q1nQ0nRA=Q1

9、n</p><p>　　GB=Q1nQ0nYB= Q1nQ0nRB= Q1n</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　2.2倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　計(jì)數(shù)器應(yīng)選用集成電路74190芯片，它是十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，具有異步并行置數(shù)功能

10、、保持功能。74190沒(méi)有專用的清零輸入端，但可以借助QA、QB、QC、QD的輸出數(shù)據(jù)間接實(shí)現(xiàn)清零功能。74190芯片的功能如下：</p><p><b>　　得以下電路圖：</b></p><p>　　2.3倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器與信號(hào)燈轉(zhuǎn)換連接</p><p>　　2.4秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　秒脈沖產(chǎn)生電路的功能

11、是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)，主要由振蕩器和分頻器組成。振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，振蕩器的穩(wěn)定度和頻率的精準(zhǔn)度決定了計(jì)時(shí)器的準(zhǔn)確度，可由石英晶體振蕩電路或555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。一般來(lái)說(shuō)，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)的精度就越高，但耗電量將增大，故在設(shè)計(jì)時(shí)，一定根據(jù)需要設(shè)計(jì)出最佳電路。石英晶體振蕩器具有頻率準(zhǔn)確、振蕩穩(wěn)定、溫度系數(shù)小的特點(diǎn)，但如果精度要求不高的時(shí)候可以采用555構(gòu)成的多諧振蕩器。</p><p>　

12、　振蕩器產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)通常頻率很高，要使它變成“秒”信號(hào)，需要用分頻器來(lái)完成。其功能主要是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)，即每秒產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘上升沿，頻率為1Hz。分頻器的級(jí)數(shù)和每級(jí)的分頻次數(shù)要根據(jù)振蕩頻率及時(shí)基頻率來(lái)決定。若選用的時(shí)基頻率為1kHz，可采用三級(jí)74160做分頻器。74160是一個(gè)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其功能表如圖：</p><p><b>　　74160的功能表</b></p>

13、<p>　　此例的秒脈沖產(chǎn)生電路主要由一個(gè)555定時(shí)器和三個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160構(gòu)成。其中，555定時(shí)器由RC組成多諧振蕩器，三個(gè)計(jì)數(shù)器74160組成分頻器。電路如圖：</p><p>　　電路中多諧振蕩器輸出的是1kHz脈沖信號(hào)，此信號(hào)作為第一級(jí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。計(jì)數(shù)器的4個(gè)使能端ENP、ENT、LOAD、CLR均接高電平。由于74160是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此計(jì)數(shù)器每計(jì)數(shù)滿10次有一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，此

14、信號(hào)即為經(jīng)第一級(jí)計(jì)數(shù)器分頻后得到的100Hz脈沖信號(hào)，將這個(gè)信號(hào)接在下一級(jí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)端CLK則可實(shí)現(xiàn)繼續(xù)分頻，經(jīng)兩個(gè)74160逐級(jí)分頻后依次得到10Hz和1Hz的脈沖信號(hào)。用兩個(gè)四通道的示波器可以清楚地看到四個(gè)脈沖信號(hào)的波形圖，如圖：</p><p>　　第四個(gè)計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號(hào)即為1Hz的秒脈沖信號(hào)接入交通燈信號(hào)控制器作為倒計(jì)時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)，即可形成一個(gè)完整的交通燈信號(hào)控制器作品。</p>

15、<p>　　2.5電路測(cè)試與仿真</p><p>　　單擊啟動(dòng)按鈕，便可以進(jìn)行交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的仿真，電路默認(rèn)把通行時(shí)間設(shè)為10秒，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，東西方向車(chē)道的綠燈亮，南北方向車(chē)道的紅燈亮。時(shí)間顯示器從預(yù)置的10秒，以每秒減1，減到“2”時(shí)，東西方向車(chē)道的綠燈轉(zhuǎn)換為黃燈，南北方向車(chē)道的紅燈都不變。減到“0”時(shí)，1秒后顯示器又轉(zhuǎn)換成預(yù)置的10秒，東西方向車(chē)道的黃燈轉(zhuǎn)換為紅燈，南北方向車(chē)道的紅燈轉(zhuǎn)換為綠燈。減

16、到“2”時(shí)，南北方向車(chē)道的綠燈轉(zhuǎn)換為黃燈，，東西方向車(chē)道的紅燈不變。如此循環(huán)下去。如果發(fā)生特殊事情，可以手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)方向常亮綠燈，倒計(jì)時(shí)停止。特殊事情結(jié)束后，可手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常狀態(tài)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王連英．基于Multisim10的電子仿真．北京．北京郵電大學(xué)出版社</p><

17、;p>　　[2]楊志忠 衛(wèi)樺林．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京．高等教育出版社</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和multisim連接圖。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就

18、是心里想老這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。</p><p>　　我深得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，

19、那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。</p><p>　　在制作multisim時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是線的布局上既要美觀又要實(shí)用和走線簡(jiǎn)單，兼顧到方方面面去考慮是

20、很需要的，否則只是一紙空話。</p><p>　　生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過(guò)實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識(shí)到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會(huì)付出。我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂(lè)，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但我們可以，而且設(shè)計(jì)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在

21、這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來(lái)天的合作，我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說(shuō)，確實(shí)很累，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，心中也不免產(chǎn)生興奮； 正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會(huì)作出我們應(yīng)該做的一切，這有什么不好？我們不斷的反問(wèn)自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我們認(rèn)為無(wú)論干什么，只要人生活的有意義就可。</p><p>　　同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)

22、團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！<

23、;/p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得