數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告——交通信號(hào)燈

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　課題名稱 交通信號(hào)燈 </p><p>　　專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 1001 &l

2、t;/p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 * </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2012 年 11 月 23 日</p><p><b>

3、;　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　題 目：交通信號(hào)燈控制器</p><p><b>　?。ㄗ赃x參數(shù)）</b></p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 1001 班</p><p>　　學(xué)生姓名：**志 學(xué)

4、號(hào)：</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　審 批：</b></p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2012年 11 月 11 日</p><p>　　設(shè)計(jì)完成日期 2012年 11 月 23 日</p><p><b&g

5、t;　　一 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)由置數(shù)模塊，倒計(jì)時(shí)模塊，顯示模塊以及紅綠燈控制模塊組成。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)總體思路</b></p><p>　　由一片74ls192做加法器產(chǎn)生4中狀態(tài)，分別為：S0，S1，S2，S3。紅路燈顯示模塊根據(jù)不同的狀態(tài)顯示，同時(shí)通過置數(shù)模塊給倒計(jì)時(shí)模

6、塊置相應(yīng)的數(shù)；此時(shí)倒計(jì)時(shí)模塊開始倒計(jì)時(shí)并通過顯示模塊顯示；當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)模塊減至零時(shí)，給74ls192一個(gè)脈沖信號(hào)，使74ls192進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，此時(shí)紅綠燈顯示也進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)顯示，如此循環(huán)。</p><p>　　1.3總體框圖(不包括擴(kuò)展)如下：</p><p><b>　　二 單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1置數(shù)模塊還和狀態(tài)發(fā)

7、生器</p><p>　　先由74la192產(chǎn)生S0，S1，S2，S3四個(gè)狀態(tài)，其中S0為10秒（主干道綠燈亮，支干道紅燈亮），S1為5秒(主干道黃燈亮，支干道還是紅燈)，S2為15秒（主干道紅燈亮，支干道綠燈亮），S3為5秒（主干道還紅燈亮，支干道黃燈亮）。根據(jù)不同的狀態(tài)通過與門給倒計(jì)時(shí)模塊相應(yīng)的數(shù)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器減至零時(shí)，給74ls192一個(gè)脈沖進(jìn)入下個(gè)狀態(tài)。</p><p><b&

8、gt;　　其電路圖如下：</b></p><p><b>　　2.2 倒計(jì)時(shí)模塊</b></p><p>　　倒計(jì)時(shí)模塊由兩片74ls192組成。74ls192</p><p>　　其中，兩片74ls192的輸出端分別接顯示模塊的十位和個(gè)位；十位74ls192和個(gè)位的74ls192的13引腳（即借位端）通過74ls32相與給置數(shù)模塊

9、的74ls192一個(gè)轉(zhuǎn)換狀體的脈沖，同時(shí)給自身置數(shù)的脈沖，實(shí)現(xiàn)不同狀太的倒計(jì)時(shí)。</p><p><b>　　其電路圖如下：</b></p><p>　　2.3 數(shù)碼管顯示模塊</p><p>　　顯示模塊有兩片7447和兩個(gè)數(shù)碼管組成。</p><p><b>　　其電路圖如下：</b></

10、p><p>　　2.4紅綠燈顯示模塊</p><p>　　由真值表可得其邏輯表達(dá)式分別為：</p><p>　　R(紅)= Q0Q1’Q2Q0Q1=Q0Q2’</p><p>　　Y（黃）=Q0’Q1Q2’</p><p>　　G（綠）=Q0’Q1’Q2’</p><p>　　r(紅）=Q0’Q2’

11、</p><p>　　y（黃）=Q0Q1Q2’</p><p>　　g（綠）=Q0’Q1’Q2’</p><p>　　由邏輯表達(dá)式的連接電路圖如下圖所示;</p><p>　　2.5夜間模式控制器（擴(kuò)展）</p><p>　　當(dāng)進(jìn)入夜間模式時(shí)，交通燈只有黃燈閃爍，本模塊由兩片74ls160構(gòu)成24進(jìn)制（代表24小時(shí)），

12、利用jk觸發(fā)器特性保持狀態(tài)。當(dāng)時(shí)鐘（兩片160芯片計(jì)時(shí)）為22點(diǎn)時(shí)，jk觸發(fā)器輸出為高電平，只需將jk觸發(fā)器輸出端Q和1HZ脈沖相與接入黃燈即可實(shí)現(xiàn)22點(diǎn)到6點(diǎn)之間閃爍黃燈；另外將jk觸發(fā)器Q非端與電源相與接入白天模式（上面）總電源（由于proteus中芯片未提供電源接口，因此圖中未畫）即可在夜晚使白天工作電路停止工作。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p>

13、<p><b>　　三，總電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一片74ls192做加法器產(chǎn)生4中狀態(tài)，紅路燈顯示模塊根據(jù)不同的狀態(tài)顯示，同時(shí)通過置數(shù)模塊給倒計(jì)時(shí)模塊置相應(yīng)的數(shù)；此時(shí)倒計(jì)時(shí)模塊開始倒計(jì)時(shí)并通過顯示模塊顯示；當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)模塊減至零時(shí)，給74ls192一個(gè)脈沖信號(hào)，使74ls192進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。</p><p><b>　　四 軟件調(diào)試

14、</b></p><p>　　4.1狀態(tài)1：南北向綠燈亮，東西向紅燈亮，時(shí)間為10秒。</p><p>　　4.2 狀態(tài)2：南北向黃燈亮，東西向紅燈亮，時(shí)間為5秒。</p><p>　　4.3 狀態(tài)3，南北向紅燈亮，東西向綠燈亮，時(shí)間15秒。</p><p>　　4.4 狀態(tài)4，南北向紅燈亮，東西向黃燈亮，時(shí)間5秒。</p&

15、gt;<p><b>　　五 電路安裝與調(diào)試</b></p><p>　　11月15日，確定仿真圖的結(jié)果是否符合課程設(shè)計(jì)要求，打印的仿真圖盡可能的清晰，特別是線多的地方注意不要重疊，所以要仔細(xì)看清每條線的走向。并確定仿真圖中的元器件是否在學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心可以找到。若不能則要重新修改電路圖。下午按照仿真圖，到實(shí)驗(yàn)中心領(lǐng)取所需的元器件。</p><p>　　11

16、月16日，領(lǐng)到器件后，首先檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)的各個(gè)部件是否完好，特別是顯示管，因?yàn)轱@示管特別容易燒壞，再測(cè)驗(yàn)一下芯片插槽是否完好，再就是檢測(cè)芯片，按照各芯片的功能測(cè)試芯片是否能正常工作，不能工作的要及時(shí)調(diào)換。之后，根據(jù)仿真圖上各器件的位置，排好所要用的芯片，注意盡可能的排得合理，以免連線時(shí)出現(xiàn)“擁擠”的現(xiàn)象。</p><p>　　11月19日，開始正式接線。開始的時(shí)候，我們沒有按照老師要一個(gè)模塊一個(gè)模塊的連接然后再檢測(cè)的

17、方法，而是為了圖快，一下子就連續(xù)接了兩個(gè)模塊，然后一起檢測(cè)，結(jié)果顯示的數(shù)字是錯(cuò)誤的，我們?cè)趺凑乙舱也坏藉e(cuò)誤究竟在哪，于是我們把線全拔了重接，這一次是按照老師的方法重新接線，</p><p>　　我們先連接了產(chǎn)生4個(gè)狀態(tài)的74ls192芯片，接完之后就馬上檢測(cè)，之后我們又給倒計(jì)時(shí)和數(shù)碼管顯示模塊接線，經(jīng)過檢測(cè)室正確的，于是我們?cè)侔训褂?jì)時(shí)模塊和置數(shù)模塊連接起來，結(jié)果完全正確。晚上我們又接好了紅綠燈顯示模塊。</

18、p><p>　　11月20日，早上老師來檢查調(diào)試結(jié)果的時(shí)候我們才發(fā)現(xiàn)我們開始設(shè)計(jì)的南北向和東西向通行時(shí)間是一樣的，這樣不符合要求，于是老師建議我們把第三個(gè)狀態(tài)改為45秒，于是我們終于在下午的時(shí)候改正了。</p><p>　　11月21日，我用兩片74ls160和一個(gè)jk觸發(fā)器設(shè)計(jì)了一個(gè)信號(hào)燈的夜間模式（夜間只有黃燈閃爍），雖然實(shí)現(xiàn)了夜間黃燈閃爍，但是當(dāng)選擇白天模式的時(shí)候輸入的電壓過低數(shù)碼管顯示

19、不明顯。</p><p><b>　　置數(shù)模塊</b></p><p><b>　　倒計(jì)時(shí)模塊</b></p><p><b>　　數(shù)碼管顯示模塊</b></p><p><b>　　紅綠燈顯示模塊</b></p><p><

20、b>　　全圖</b></p><p><b>　　故障分析與電路改進(jìn)</b></p><p>　　故障一，當(dāng)接好倒計(jì)時(shí)和數(shù)碼管顯示模塊后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示不是一秒減一而是兩秒減二。</p><p>　　分析：當(dāng)時(shí)我們開始以為是74ls192哪個(gè)引腳接錯(cuò)了，于是我們用電線把74ls192的四個(gè)輸出引腳分別接四個(gè)led燈來檢測(cè)74l

21、s192是否連接正確，結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)74ls192是連接正確的，于是我們想著應(yīng)該是7447芯片有問題了，我們換了一個(gè)7447之后顯示就正常了。</p><p>　　故障二，當(dāng)我們接好所有電路之后運(yùn)行，不久便發(fā)現(xiàn)個(gè)位的數(shù)碼顯示管總是從8直接跳到3。</p><p>　　分析：我們但是想可能是某一個(gè)引腳接線松了，我們便一個(gè)一個(gè)把接頭按緊，果然當(dāng)我們把個(gè)位的74ls192一個(gè)引腳按緊是這種錯(cuò)誤的現(xiàn)

22、象消失了。</p><p>　　總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì) </p><p>　　兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)雖然很累，但是在其中我也學(xué)到了很多東西。</p><p>　　首先，因?yàn)閿?shù)電我們是上個(gè)學(xué)期學(xué)的，所以我們都忘記的差不多了，這次課程設(shè)計(jì)讓我回顧了數(shù)電知識(shí)，并且有了更深的認(rèn)識(shí)，書本上的知識(shí)終歸是理論，要想學(xué)到真正的知識(shí)還是要通過實(shí)踐。</p><p>

23、　　之外，這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了做事要專心，特別是接線的時(shí)候，線是越接越多，也越接越亂，只要你稍微不專心，你就有可能把線接到另外一個(gè)芯片上去了，或者是通電時(shí)候發(fā)現(xiàn)不對(duì)，仔細(xì)一檢查后才發(fā)現(xiàn)是有一個(gè)芯片的電源沒接或者哪根線接錯(cuò)了，之后仔細(xì)想想，要是當(dāng)時(shí)接線更加專心一點(diǎn)可能就不會(huì)有那么多錯(cuò)誤了，這樣就可以節(jié)省很多時(shí)間。</p><p>　　此外，讓我感觸最深的是需要耐心，在接線的時(shí)候總是會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的錯(cuò)誤，有時(shí)候找了

24、半天還找不到，有時(shí)候改好了又出現(xiàn)了其他新的奇怪的錯(cuò)誤，有時(shí)候?qū)嵲跊]辦法又要重接，這些都需要有一定的耐心，如果你沒有耐心，你就會(huì)煩躁，一煩躁就會(huì)更加找不到錯(cuò)誤的原因，就可能導(dǎo)致這樣的惡性循環(huán)，最后自然不會(huì)做成功。</p><p>　　另外就是需要細(xì)心，只有細(xì)心才能保證接線的正確率；只有細(xì)心才能更快的找到錯(cuò)誤，只有細(xì)心才能節(jié)省時(shí)間。</p><p>　　總之，這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。讓我培養(yǎng)