數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)-—交通燈控制器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)</p><p><b>　　交通燈控制器</b></p><p><b>　　交通燈控制器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一 課程設(shè)計(jì)題目與實(shí)習(xí)目的</p><p><b>　　題目:交通燈控制器</b></p>

2、<p><b>　　實(shí)習(xí)目的:</b></p><p>　　1.熟悉數(shù)字電路課程的基本知識(shí)，并將其運(yùn)用于實(shí)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(huì)熟練的使用它們。</p><p>　　3.了解一般數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基本步驟，學(xué)會(huì)將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題。 </p><p&g

3、t;　　4.初步學(xué)習(xí)自行設(shè)計(jì)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(gè)方向上各設(shè)一組紅黃綠燈，顯示順序?yàn)槠渲幸环较蚴蔷G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(jì)時(shí)的方式顯示允許通行或禁止通行時(shí)間，其中綠燈亮的時(shí)間

4、是6s，黃燈亮的時(shí)間是2s。（時(shí)間也可自行確定）</p><p>　　3．選做：當(dāng)任何一個(gè)方向出現(xiàn)特殊情況，按下手動(dòng)開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)方向常通行，倒計(jì)時(shí)停止。當(dāng)特殊情況結(jié)束后，按下自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常狀態(tài)。 </p><p>　　三 總體方案的選擇</p><p>　　時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)CP脈沖，計(jì)數(shù)器74LS161接受CP脈沖，實(shí)現(xiàn)同步計(jì)時(shí)。兩片74LS161

5、，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，并通過(guò)非門(mén)產(chǎn)生倒計(jì)時(shí)。計(jì)數(shù)器的輸入端用主控制器實(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)模30的計(jì)數(shù)器；當(dāng)高位輸入為1111、低位輸入為1011時(shí)實(shí)現(xiàn)模5的計(jì)數(shù)器；當(dāng)高位輸入為1110、低位輸入為0110時(shí)實(shí)現(xiàn)模20的計(jì)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(shí)實(shí)現(xiàn)模30的計(jì)數(shù)器，此時(shí)主干道的綠燈和次干道的紅燈亮起來(lái)；當(dāng)

6、Q2、Q1為01時(shí)實(shí)現(xiàn)模5計(jì)數(shù)器，此時(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)模20的計(jì)數(shù)器，此時(shí)主干道的紅燈和次干道的綠燈亮起來(lái)；當(dāng)Q2、Q1為11時(shí)，實(shí)現(xiàn)模5計(jì)數(shù)器，此時(shí)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(shí)現(xiàn)了交通燈的循環(huán)且實(shí)現(xiàn)了主次干道通車(chē)時(shí)間不同的功能。 </p><p>　　倒計(jì)時(shí)顯示：十位倒計(jì)時(shí)顯示，將161

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

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

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

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

11、----------------------------------------------4個(gè)；</p><p>　　4.7k ------------------------------------------------1個(gè)；</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)板一塊；</b></p><p><b>　　萬(wàn)用表一個(gè)；</b

12、></p><p><b>　　鉗子一個(gè)；</b></p><p><b>　　導(dǎo)線(xiàn)若干。</b></p><p>　　2. 各部分功能的具體說(shuō)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(shí)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(hào)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(gè)輸出端</p><p&g

15、t;<b>　　信號(hào)燈電路</b></p><p><b>　　4、倒計(jì)時(shí)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(shí)，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(jì)時(shí)單元采用倒計(jì)時(shí)方式，各狀態(tài)下的計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)電路</b></p><p><b>　　五 總體電路圖</b></p><p>　　六 組裝后測(cè)量輸出信號(hào)波形</p><p>　　七 電路組裝、調(diào)試過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)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(gè)集成電路，所以電路的連線(xiàn)比較繁瑣，接線(xiàn)的時(shí)候要特別注意芯片的管腳，同時(shí)注意一下芯片是否插緊，導(dǎo)線(xiàn)是否松弛等等。芯片不能插反也不能插錯(cuò)位置，在實(shí)驗(yàn)中我有次粗心插錯(cuò)位置。經(jīng)過(guò)同學(xué)的幫助才發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　2、 調(diào)試電路前，首先要用萬(wàn)用表檢查一下各個(gè)芯片是否完好，有時(shí)換了一個(gè)芯片就好了。</p><p>　　3、電壓范圍不能超過(guò)5V，我就由于

20、在實(shí)驗(yàn)室時(shí)沒(méi)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(shí)驗(yàn)一定要嚴(yán)謹(jǐn)。</p><p>　　4、 實(shí)驗(yàn)中還遇到了其他的一些小問(wèn)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(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　實(shí)習(xí)就是將理論付之于實(shí)踐的過(guò)程，如何能更好地用自己

21、的知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的要求的功能，這不僅要看我們所學(xué)的知識(shí)是否扎實(shí)，更重要的是要有能把書(shū)本知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際電路中的能力。經(jīng)過(guò)兩周實(shí)習(xí)，鍛煉了我的電路設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手的能力，也使我通過(guò)親身實(shí)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(shū)本上的理論知識(shí)。</p><p>　　我認(rèn)為對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，事先應(yīng)預(yù)習(xí)查資料做好電路圖，布局好在實(shí)驗(yàn)板上的位置就會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。實(shí)驗(yàn)中最好能做一個(gè)模塊然后檢查一個(gè)模塊，這樣以后

22、出錯(cuò)的機(jī)會(huì)就很小了，而且也很容易排查錯(cuò)誤。遇到問(wèn)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(wèn)題，還會(huì)耽誤時(shí)間和進(jìn)度。當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題也很多，這些大部分是因?yàn)樽约赫莆盏闹R(shí)還不夠牢固，動(dòng)手實(shí)踐的次數(shù)不夠。好在通過(guò)請(qǐng)教老師和同學(xué)后一一地解決了。</p><p>　　同時(shí)，做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要細(xì)心，要有毅力。還有剛開(kāi)始接觸可能對(duì)某些芯片及其功能不是很清楚，這就要求我們自己通過(guò)翻閱資料，請(qǐng)教老師同學(xué)或自己學(xué)

23、習(xí)。</p><p>　　這次實(shí)驗(yàn)讓我復(fù)習(xí)了我們所學(xué)的數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)這一門(mén)課程的知識(shí)，也為以后更深入的學(xué)習(xí)做了一個(gè)好的開(kāi)端，是一次提升自我的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)習(xí)，活躍了我們的思維，也給了我一個(gè)發(fā)揮自己創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)。今后，我會(huì)在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，更加注重動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)與思維能力的鍛煉?？傊@次實(shí)習(xí)讓我受益非淺。</p><p><b>　　九 參考文獻(xiàn)。</b>&l

24、t;/p><p>　　高書(shū)莉 《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)—數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)指南》 北京郵電學(xué)院出版社 </p><p>　　畢滿(mǎn)清 《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 機(jī)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(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　高海生 《最新電子元?dú)饧?yīng)用手冊(cè)》