課程設(shè)計--交通信號燈倒計時顯示電路的設(shè)計

1、<p><b>　　電子技術(shù)課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題目：交通信號燈倒計時顯示電路的設(shè)計</p><p>　　姓名： 學(xué)號： </p><p>　　系別： 專業(yè)班級： </p><p>　　開始日期： 年6月 28日

2、完成日期 年 7月 1日</p><p>　　指導(dǎo)教師： 成績評定等級 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　系別： 班級： 姓名： 學(xué)號： </p><p><b>　　目 錄</

3、b></p><p>　　一、設(shè)計意義………………………………………… 5</p><p>　　二、設(shè)計方案比較…………………………………… 6</p><p>　　三、電路組成框圖…………………………………… 8</p><p>　　四、電路原理圖…………………………………… 12</p><p>　　五、組

4、裝及技術(shù)指標(biāo)測試…………………………… 14</p><p>　　六、總結(jié) ……………………………………………15</p><p><b>　　一、設(shè)計意義</b></p><p>　　為了應(yīng)對新交通規(guī)則，設(shè)計能夠顯示紅綠燈的剩余時間，可以讓司機(jī)更好的判斷行車方式。也讓交通系統(tǒng)更加完善。</p><p><b&g

5、t;　　1、題目分析</b></p><p>　　交通信號倒計時，應(yīng)該最少可以兩位倒計時顯示，并且在可以在綠燈倒計時結(jié)束之后，黃燈亮，且可以進(jìn)行3秒倒計時。然后切換紅燈。等紅燈到計時結(jié)束后，有切到綠燈，并且倒計時。</p><p><b>　　2、任務(wù)分解</b></p><p>　　本電路可以分4部分組成；秒脈沖電路，計數(shù)電路（計

6、數(shù)部分包括黃燈3秒計數(shù)和紅綠等99秒計數(shù)），譯碼電路，顯示電路。</p><p><b>　　表1 元件清單</b></p><p><b>　　2、設(shè)計方案構(gòu)思</b></p><p>　　計數(shù)部分電路采用兩片74LS193構(gòu)成99進(jìn)制減法計數(shù)器，用來顯示紅，綠信號燈剩余時間，在用一片74LS193構(gòu)成三進(jìn)制減法計數(shù)器，

7、用來顯示黃燈剩余時間。用一片74LS160記錄減法計數(shù)器循環(huán)的次數(shù)，等74LS160加法計數(shù)器在不同的輸出時對應(yīng)了不同的信號燈，即可輕松控制不同顏色燈的自由切換。</p><p><b>　　二、設(shè)計方案比較</b></p><p>　?。ㄟx2—3個方案、特點(diǎn)分析，確定方案理由）</p><p>　　設(shè)計方案要求能夠完成交通信號等的倒計時顯示，

8、可以采用74LS191，74LS192，74LS193，等芯片作為電路計數(shù)部分。</p><p><b>　　1、設(shè)計方案一</b></p><p>　　電路依然采用74LS193芯片做為計數(shù)電路，但因為有兩種不同進(jìn)制的計數(shù)器從在，所以當(dāng)99進(jìn)制的計數(shù)器在綠燈計數(shù)結(jié)束后停止工作，3進(jìn)制計數(shù)器開始工作，同時3進(jìn)制計數(shù)器用74LS48組成的譯碼電路和7段數(shù)碼管顯示電路。完

9、成3秒倒計時顯示。當(dāng)3進(jìn)制計數(shù)器完成計數(shù)后，99進(jìn)制計數(shù)器工作，3進(jìn)制計數(shù)器停止工作。同時另一組由74LS48組成的譯碼電路和7段數(shù)碼管顯示電路。完成99秒倒計時顯示。用555多諧震蕩電路產(chǎn)生秒脈沖。用74LS160來控制綠，黃，紅信號的的切換。同時也控制不同進(jìn)制計數(shù)器的工作。從而切換不同的進(jìn)制計數(shù)。方案一設(shè)計圖見圖1</p><p><b>　　圖1 方案一設(shè)計圖</b></p>

10、;<p><b>　　2、設(shè)計方案二</b></p><p>　　電路采用74LS193芯片做為計數(shù)電路，但因為有兩種不同進(jìn)制的計數(shù)器從在，所以當(dāng)99進(jìn)制的計數(shù)器在綠燈計數(shù)結(jié)束后停止工作，3進(jìn)制計數(shù)器開始工作，同時3進(jìn)制計數(shù)器用74LS48組成的譯碼電路和7段數(shù)碼管顯示電路。完成3秒倒計時顯示。當(dāng)3進(jìn)制計數(shù)器完成計數(shù)后，99進(jìn)制計數(shù)器工作，3進(jìn)制計數(shù)器停止工作。通過或門，和第一

11、個顯示電路按照一定規(guī)則連接，完成99秒倒計時顯示。用555多諧震蕩電路產(chǎn)生秒脈沖。用74LS160來控制綠，黃，紅信號的的切換。同時也控制不同進(jìn)制計數(shù)器的工作。從而切換不同的進(jìn)制計數(shù)。方案二設(shè)計圖見圖2，脈沖產(chǎn)生電路見圖3</p><p>　　圖2 方案二電路設(shè)計圖</p><p>　　圖3 秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p><b>　　2、兩種方案比較&l

12、t;/b></p><p>　　方案一雖然基本原理和方案二相差不多，但是方案一采用了兩部分譯碼點(diǎn)了和顯示電路。會增加產(chǎn)品成本，并且實用行也不高，因為用同兩部分顯示電路會分散司機(jī)注意力，影響交通安全。相比方案一方案二成本低，電路穩(wěn)定性高，而且也符合人們平時生活習(xí)慣。綜上所述，故選 方案二做為本次設(shè)計方案</p><p><b>　　三、電路組成框圖</b><

13、/p><p>　　電路由以下幾個部分組成：99進(jìn)制減法計數(shù)電路、3進(jìn)制減法計數(shù)電路、加法電路、譯碼電路、顯示電路、脈沖產(chǎn)生電路組成</p><p>　　1、99進(jìn)制減法計數(shù)電路</p><p>　　99進(jìn)制減法計數(shù)電路用兩片74LS193構(gòu)成一個99進(jìn)制減法計數(shù)器（如圖4）。用來記錄紅，綠信號的剩余時間長短，99進(jìn)制減法計數(shù)電路的工作與否由加法電路控制</p>

14、;<p>　　圖4 99進(jìn)制減法計數(shù)電路</p><p>　　2、3進(jìn)制減法計數(shù)電路</p><p>　　用一片74LS193來構(gòu)成3進(jìn)制減法計數(shù)電路.（如圖5），用來記錄黃燈的剩余時間。3進(jìn)制減法電路的工作與否，由加法電路控制。</p><p>　　圖5 3進(jìn)制減法電路</p><p><b>　　3、加法計數(shù)電

15、路</b></p><p>　　用一片74LS160來構(gòu)成一個5進(jìn)制加法計數(shù)電路（如圖6），用來控制紅、綠、黃信號燈的切換。也控制99進(jìn)制減法計數(shù)器和3進(jìn)制減法計數(shù)器的工作狀態(tài)</p><p><b>　　圖6 加法計數(shù)電路</b></p><p><b>　　4、譯碼電路</b></p><

16、;p>　　譯碼電路用74LS48來構(gòu)成（如圖7），主要作用是將二進(jìn)制代碼，轉(zhuǎn)化為數(shù)碼可識別的信號。</p><p><b>　　圖7 譯碼電路</b></p><p><b>　　5、顯示電路</b></p><p>　　顯示電路用7段數(shù)碼顯示管構(gòu)成（如圖8）。主要作用是將譯碼器索譯出的信號顯示出來，這樣司機(jī)就可以直

17、接看見倒計時顯示。</p><p><b>　　圖8 顯示電路</b></p><p><b>　　6、秒脈沖產(chǎn)生電路</b></p><p>　　由NE555構(gòu)成多諧振蕩器。產(chǎn)生周期為1秒的脈沖信號。 T=（R1+2R2）Cln2=1取C=10uF R===48KΩ</p

18、><p>　　占空比q=頻率f=。多諧震蕩電路見如圖9</p><p><b>　　圖9 多諧震蕩電路</b></p><p><b>　　四、電路原理圖</b></p><p>　　在ProtelDXP2004中繪制原理圖，通過導(dǎo)線和芯片和電子元件構(gòu)成電路原理圖，然后在生產(chǎn)電路板。</p>

19、<p><b>　　1、電路原理圖</b></p><p>　　由于電路比較復(fù)雜，在ProtelDXP2004一張圖紙完成不了，所以分兩張圖紙畫圖，第一先畫系統(tǒng)框圖（如圖10），然后在分別畫各個模塊對應(yīng)的電路圖。脈沖產(chǎn)生電路分為另一張圖（如圖11）。電路原理圖別的部分為一張圖紙（如圖12）。通過系統(tǒng)總圖建立電氣連接關(guān)系</p><p><b>

20、　　圖10 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　圖11 脈沖產(chǎn)生電路部分</p><p>　　圖12 其余電路原理圖</p><p><b>　　2、PCB板圖</b></p><p>　　通過原理圖生成PCB板圖，首先都元件布局，把元件調(diào)到合適的位置后開始布布線，布線錢設(shè)置布線線寬，GND網(wǎng)絡(luò)線寬設(shè)為20

21、mil，VCC網(wǎng)絡(luò)線寬設(shè)置為15mil。其余的先都設(shè)為10mil。布線完成后，接著敷銅。一切完成后就可以直接印刷電路板了。如圖13為完成效果</p><p><b>　　圖13 PCB板圖</b></p><p>　　五、組裝及技術(shù)指標(biāo)測試</p><p>　?。ńM裝注意事項、測試圖、測試儀器、測試方法、仿真、注意事項）</p>

22、<p>　　由于芯片和電阻比較多，焊接是要注意區(qū)分。測試電路收到干擾時的工作性能。還能不能正常工作。</p><p><b>　　1、組裝注意項</b></p><p>　　對于本電路需要焊接的地方很多，組裝時一定要熟悉焊接，并且要有耐心，盡量不要出現(xiàn)虛焊，漏焊，錯焊。電路圖筆記復(fù)雜，如果出現(xiàn)這種問題，一般情況下，是很難排除的，很有可能又要重新做板子了。既浪

23、費(fèi)材料又浪費(fèi)時間，索以要從源頭減少錯誤，盡量少出現(xiàn)錯誤。</p><p><b>　　2、測試方法</b></p><p>　　測試方法就是給板子供電，電路板開始工作，觀察電路工作情況，是否和設(shè)計時所要達(dá)到的要求一樣。還要測量脈沖產(chǎn)生的秒周期是否標(biāo)準(zhǔn)，通過多次測量計算出誤差。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b>&

24、lt;/p><p>　　剛開始看到課題感覺無從下手，等靜下心來才發(fā)現(xiàn)其實基本所涉及的知識都是</p><p>　　學(xué)習(xí)過的。這段時間過的很充實，通過課程設(shè)計又把以前學(xué)到的只是復(fù)習(xí)了一邊。</p><p>　　很多不會的地方。通過上網(wǎng)找資料，或去圖書館，又學(xué)到一些自己不會的知識。課</p><p>　　程設(shè)計可以為以后的工作，等各方面打開了基礎(chǔ)。&