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文檔簡介
1、<p> 數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b> 交通控制器</b></p><p> 2015年 6月 25 日</p><p><b> 成績評定?</b></p><p> 一、指導(dǎo)教師評語(根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時表現(xiàn)綜合評定)。</p&g
2、t;<p><b> 目錄</b></p><p> 一、課程設(shè)計(jì)目的……………………………………………………………………3</p><p> 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求…………………………………………………………………4</p><p> 設(shè)計(jì)任務(wù) ……………………………………………………………………4</p>&
3、lt;p> 設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………………………4</p><p> 三、設(shè)計(jì)電路的總體結(jié)構(gòu)……………………………………………………………5</p><p> 電路的總體原理框圖 ………………………………………………………5</p><p> 工作原理 ……………………………………………………………………5</p>
4、<p> 元器件名稱 …………………………………………………………………6</p><p> 四、各部分電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………7</p><p> 1HZ信號發(fā)生器 ……………………………………………………………7</p><p> 15秒蜂鳴器報(bào)警電路 ……………………………………………………8<
5、/p><p> 模擬欄桿電路 ……………………………………………………………9</p><p> 五、整體電路圖………………………………………………………………………10</p><p> 六、設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………11</p><p> 設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法 …………………………
6、…………11</p><p> 設(shè)計(jì)體會 …………………………………………………………………11</p><p> 附錄 …………………………………………………………………………………12</p><p> 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………13</p><p><b> 一、課程設(shè)計(jì)目的
7、</b></p><p> 鞏固和加深所學(xué)電子技術(shù)課程的基本知識,提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力以及獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力</p><p> 培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選擇所需參考書、查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的能力,提高學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力</p><p> 通過設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇及電路安裝調(diào)試等環(huán)節(jié),初步掌握簡單實(shí)用電路的工程設(shè)計(jì)
8、方法</p><p> 提高學(xué)生的動手能力,掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法,學(xué)會對簡單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對整機(jī)指標(biāo)的調(diào)試方法</p><p> 了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范,能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書,能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果,能正確繪制電路圖等</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></
9、p><p><b> 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 當(dāng)火車由東向西或由西向東通過P1P2段,且當(dāng)火車的任何部分位于P1P2之間時,欄桿A、B應(yīng)同時放下,否則A、B同時抬起。</p><p> 路口設(shè)置紅、綠兩色交通燈指示燈。在欄桿A、B放下時,路口的紅色交通燈亮,綠色交通燈滅;當(dāng)欄桿A、B抬起時,路口的綠色交通燈亮,紅色交通燈滅。<
10、;/p><p> 在欄桿A、B剛抬起或剛放下時,鳴響警鈴,要求鈴聲持續(xù)15秒;同時用數(shù)碼顯示器顯示倒計(jì)時時間。</p><p><b> 設(shè)計(jì)要求</b></p><p> 1.當(dāng)火車由東向西或由西向東通過P1P2段,且當(dāng)火車的任何部分位于P1P2之間時,欄桿A、B應(yīng)同時放下,否則A、B同時抬起。</p><p>
11、2.路口設(shè)置紅、綠兩種顏色交通指示燈。在欄桿A、B放下時,路口的紅色交通燈亮,綠色交通燈滅,模擬欄桿放下;當(dāng)欄桿A、B抬起時,路口的綠色交通燈亮,紅色交通燈滅,模擬欄桿抬起。</p><p> 3.在欄桿A、B剛抬起或剛放下時,鳴響警鈴,要求鈴聲持續(xù)15秒;同時用數(shù)碼顯示器顯示倒計(jì)時時間。</p><p> 三、設(shè)計(jì)電路的總體結(jié)構(gòu)</p><p> 設(shè)計(jì)要求用
12、兩個壓敏元件信號控制兩種顏色的交通燈和15秒倒計(jì)時,同時還用鳴響警鈴以通知行人是否可行以及何時可行,最后要用若干燈泡來模擬欄桿的收放以限行或者放行。所以,基于設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)電路至少應(yīng)包含以下電路模塊,邏輯電路部分、控制電路部分、倒計(jì)時顯示部分、模擬欄桿部分。具體設(shè)計(jì)方案很論證如下所示:</p><p> 電路的總體原理框圖 </p><p> 輸入信號X1、X2由壓敏元件發(fā)出:
13、</p><p> 當(dāng)火車壓到壓敏元件時,X1(或X2)=1,否則X1(或X2)= 0。</p><p> 輸出信號Z控制欄桿A、B及交通等的動作:</p><p> Z =1時,A、B抬起,紅燈亮,綠燈滅;</p><p> Z =0時,A、B放下,紅燈滅,綠燈亮。</p><p> CP:控制電路的時鐘信
14、號,由555定時器產(chǎn)生,5V,1000Hz。</p><p><b> 工作原理</b></p><p> 邏輯電路通過邏輯門電路控制信號燈變紅或者綠,通知行人是否有火車通過。</p><p> 時鐘電路產(chǎn)生1HZ時鐘信號,控制其他各部分電路的工作。</p><p> 控制電路產(chǎn)生15秒的高電平脈沖信號,控制計(jì)時
15、電路倒計(jì)時15秒。</p><p> 模擬電路用于用八個燈的亮或者滅模擬柵欄的放下或者收起,受時鐘電路和邏輯電路的控制。</p><p> 計(jì)時電路由兩個數(shù)碼管來顯示計(jì)時時間。</p><p><b> 元器件名稱</b></p><p><b> 各部分電路設(shè)計(jì)</b></p>
16、<p><b> 1HZ信號發(fā)生器</b></p><p> 上圖為由555構(gòu)成的多諧振蕩器,其輸出方波脈沖的周期為</p><p> T=0.7(R1+2R2)C</p><p> 取C=10uF,在T=1S時,計(jì)算可得:R1+2R2=143K,考慮到占空比的影響,取R1=43K,R2=51K,此時輸出近似為1HZ的方波
17、</p><p> 15秒蜂鳴器報(bào)警電路</p><p> 15秒蜂鳴器報(bào)警電路——由一個74LS12和一個555構(gòu)成。</p><p> 74LS123為不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,在紅燈或者綠燈信號的控制下,調(diào)整電阻和電容,使其輸出信號低電平為15秒,即會觸發(fā)產(chǎn)生15秒的低電平信號,輸出至555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,調(diào)整555的相關(guān)電阻和電容值即可觸發(fā)產(chǎn)生15秒的
18、高電平信號,該信號接至蜂鳴器即可使蜂鳴器產(chǎn)生15秒的鳴響。</p><p><b> 模擬欄桿電路</b></p><p> 模擬欄桿電路由兩個74LS194N和一些門電路組成,由八個燈泡來模擬欄桿的狀態(tài)。</p><p> 74LS194N為4位移位寄存器。由74LS194N和門電路構(gòu)成的模擬欄桿電路通過接收蜂鳴報(bào)警電路和時序控制電路的
19、脈沖信號,模擬火車通過時欄桿的狀態(tài):火車來到時欄桿逐漸下降(紅燈依次亮起)同時進(jìn)行十五秒計(jì)時,當(dāng)火車離開后欄桿逐漸升起(紅燈依次熄滅)并進(jìn)行十五秒計(jì)時。</p><p><b> 五、整體電路圖</b></p><p><b> 見附錄。</b></p><p><b> 六、設(shè)計(jì)總結(jié)</b>&
20、lt;/p><p> 設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法</p><p> 74LS123產(chǎn)生非標(biāo)準(zhǔn)的15秒低電平脈沖</p><p> 分析及解決:74LS123為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,我采用一邊觀察74LS123的輸出波形,一邊調(diào)節(jié)2.2M的電阻,因?yàn)槔碚撚?jì)算和實(shí)際電路有誤差,故需要在實(shí)際的基礎(chǔ)上調(diào)整其至適當(dāng)值。</p><p> 第二片555定
21、時器無法產(chǎn)生15秒的高電平脈沖</p><p> 分析及解決:若74LS123產(chǎn)生了15秒的低電平脈沖信號,而555定時器無法產(chǎn)生15秒的高電平脈沖,可能的原因?yàn)殡娮枳柚嫡{(diào)整不當(dāng),將1.5M電阻微調(diào)即可產(chǎn)生15秒的高電平脈沖。</p><p> 用八個燈模擬柵欄放下和抬起時無法做到逐個點(diǎn)亮,并且逆序逐個熄滅</p><p> 分析及解決:因?yàn)橐黄?4LS194
22、只能控制四個燈逐個點(diǎn)亮或者逐個熄滅,用四個燈模擬較為簡單,容易實(shí)現(xiàn)。用八個燈進(jìn)行模擬時需要用兩片74LS194,第一片控制前四個燈,第二片控制后四個燈,但為了做到熄滅時,逐個熄滅,邏輯電路比較復(fù)雜,需要增加前四個燈和后四個燈之間的邏輯信號,來判斷前四個燈是否已經(jīng)全亮信號和后四個燈是否已經(jīng)全滅,使前后制約,做到逐個熄滅。</p><p><b> 設(shè)計(jì)體會</b></p>&l
23、t;p> 此次課程設(shè)計(jì)是對以往所學(xué)知識的全面的檢驗(yàn)和提高。通過課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新能力。由于設(shè)計(jì)的缺陷在一定程度上又培養(yǎng)了糾錯能力,使知識融會貫通,對數(shù)字電路的理解又上升到一個更高的層次,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。此次課程設(shè)計(jì)使我熟練掌握了仿真軟件的使用,培養(yǎng)了工程的思維,初步學(xué)會了以一個工程人的角度去考慮問題,而不再是拘泥于理論計(jì)算結(jié)果。管中窺豹,可見一斑,從此次課程設(shè)計(jì)中還可以看出工程設(shè)計(jì)的一般步驟,對一個實(shí)際性的
24、問題要提出若干個不同的方案,同時要對不同的方案進(jìn)行可行性分析,找出最優(yōu)方案,而不再是像考試那樣只要提出一種方法即可,培養(yǎng)了我們舉一反三的能力。另一方面,此次課程設(shè)計(jì)是對以往知識的一次提升性總結(jié)。希望以后能夠有更多的機(jī)會接觸到類似的課程設(shè)計(jì),因?yàn)樗_實(shí)能夠增強(qiáng)對知識的理解,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。</p><p><b> 附錄</b></p><p><b> 附
25、1:系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [3] 童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2001.414-417.</p><p> [4] 彭介華。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,1997.3-45.</p><p>
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