數(shù)電課程設計報告——交通信號燈

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

2、t;/p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 * </p><p>　　指導教師 </p><p>　　2012 年 11 月 23 日</p><p><b>

3、;　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術</p><p>　　題 目：交通信號燈控制器</p><p><b>　?。ㄗ赃x參數(shù)）</b></p><p>　　專業(yè)班級： 1001 班</p><p>　　學生姓名：**志 學

4、號：</p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　審 批：</b></p><p>　　任務書下達日期 2012年 11 月 11 日</p><p>　　設計完成日期 2012年 11 月 23 日</p><p><b&g

5、t;　　一 設計原理</b></p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)由置數(shù)模塊，倒計時模塊，顯示模塊以及紅綠燈控制模塊組成。</p><p><b>　　1.2設計總體思路</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，同時通過置數(shù)模塊給倒計時模

6、塊置相應的數(shù)；此時倒計時模塊開始倒計時并通過顯示模塊顯示；當?shù)褂嫊r模塊減至零時，給74ls192一個脈沖信號，使74ls192進入下一個狀態(tài)，此時紅綠燈顯示也進入下一個狀態(tài)顯示，如此循環(huán)。</p><p>　　1.3總體框圖(不包括擴展)如下：</p><p><b>　　二 單元電路設計</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)通過與門給倒計時模塊相應的數(shù)，當?shù)褂嫊r器減至零時，給74ls192一個脈沖進入下個狀態(tài)。</p><p><b&

8、gt;　　其電路圖如下：</b></p><p><b>　　2.2 倒計時模塊</b></p><p>　　倒計時模塊由兩片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位；十位74ls192和個位的74ls192的13引腳（即借位端）通過74ls32相與給置數(shù)模塊

9、的74ls192一個轉換狀體的脈沖，同時給自身置數(shù)的脈沖，實現(xiàn)不同狀太的倒計時。</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>　　由邏輯表達式的連接電路圖如下圖所示;</p><p>　　2.5夜間模式控制器（擴展）</p><p>　　當進入夜間模式時，交通燈只有黃燈閃爍，本模塊由兩片74ls160構成24進制（代表24小時），

12、利用jk觸發(fā)器特性保持狀態(tài)。當時鐘（兩片160芯片計時）為22點時，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現(xiàn)22點到6點之間閃爍黃燈；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，總電路設計</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，同時通過置數(shù)模塊給倒計時模塊置相應的數(shù)；此時倒計時模塊開始倒計時并通過顯示模塊顯示；當?shù)褂嫊r模塊減至零時，給74ls192一個脈沖信號，使74ls192進入下一個狀態(tài)。</p><p><b>　　四 軟件調試

14、</b></p><p>　　4.1狀態(tài)1：南北向綠燈亮，東西向紅燈亮，時間為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，時間15秒。</p><p>　　4.4 狀態(tài)4，南北向紅燈亮，東西向黃燈亮，時間5秒。</p&

15、gt;<p><b>　　五 電路安裝與調試</b></p><p>　　11月15日，確定仿真圖的結果是否符合課程設計要求，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，所以要仔細看清每條線的走向。并確定仿真圖中的元器件是否在學校實驗中心可以找到。若不能則要重新修改電路圖。下午按照仿真圖，到實驗中心領取所需的元器件。</p><p>　　11

16、月16日，領到器件后，首先檢查實驗臺的各個部件是否完好，特別是顯示管，因為顯示管特別容易燒壞，再測驗一下芯片插槽是否完好，再就是檢測芯片，按照各芯片的功能測試芯片是否能正常工作，不能工作的要及時調換。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。開始的時候，我們沒有按照老師要一個模塊一個模塊的連接然后再檢測的

17、方法，而是為了圖快，一下子就連續(xù)接了兩個模塊，然后一起檢測，結果顯示的數(shù)字是錯誤的，我們怎么找也找不到錯誤究竟在哪，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個狀態(tài)的74ls192芯片，接完之后就馬上檢測，之后我們又給倒計時和數(shù)碼管顯示模塊接線，經(jīng)過檢測室正確的，于是我們再把倒計時模塊和置數(shù)模塊連接起來，結果完全正確。晚上我們又接好了紅綠燈顯示模塊。</

18、p><p>　　11月20日，早上老師來檢查調試結果的時候我們才發(fā)現(xiàn)我們開始設計的南北向和東西向通行時間是一樣的，這樣不符合要求，于是老師建議我們把第三個狀態(tài)改為45秒，于是我們終于在下午的時候改正了。</p><p>　　11月21日，我用兩片74ls160和一個jk觸發(fā)器設計了一個信號燈的夜間模式（夜間只有黃燈閃爍），雖然實現(xiàn)了夜間黃燈閃爍，但是當選擇白天模式的時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>　　倒計時模塊</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</b></p><p>　　故障一，當接好倒計時和數(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：當時我們開始以為是74ls192哪個引腳接錯了，于是我們用電線把74ls192的四個輸出引腳分別接四個led燈來檢測74l

21、s192是否連接正確，結果我們發(fā)現(xiàn)74ls192是連接正確的，于是我們想著應該是7447芯片有問題了，我們換了一個7447之后顯示就正常了。</p><p>　　故障二，當我們接好所有電路之后運行，不久便發(fā)現(xiàn)個位的數(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引腳接線松了，我們便一個一個把接頭按緊，果然當我們把個位的74ls192一個引腳按緊是這種錯誤的現(xiàn)

22、象消失了。</p><p>　　總結與設計調試體會 </p><p>　　兩個星期的課程設計雖然很累，但是在其中我也學到了很多東西。</p><p>　　首先，因為數(shù)電我們是上個學期學的，所以我們都忘記的差不多了，這次課程設計讓我回顧了數(shù)電知識，并且有了更深的認識，書本上的知識終歸是理論，要想學到真正的知識還是要通過實踐。</p><p>

23、　　之外，這次課程設計讓我學會了做事要專心，特別是接線的時候，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芯片上去了，或者是通電時候發(fā)現(xiàn)不對，仔細一檢查后才發(fā)現(xiàn)是有一個芯片的電源沒接或者哪根線接錯了，之后仔細想想，要是當時接線更加專心一點可能就不會有那么多錯誤了，這樣就可以節(jié)省很多時間。</p><p>　　此外，讓我感觸最深的是需要耐心，在接線的時候總是會出現(xiàn)這樣那樣的錯誤，有時候找了

24、半天還找不到，有時候改好了又出現(xiàn)了其他新的奇怪的錯誤，有時候實在沒辦法又要重接，這些都需要有一定的耐心，如果你沒有耐心，你就會煩躁，一煩躁就會更加找不到錯誤的原因，就可能導致這樣的惡性循環(huán)，最后自然不會做成功。</p><p>　　另外就是需要細心，只有細心才能保證接線的正確率；只有細心才能更快的找到錯誤，只有細心才能節(jié)省時間。</p><p>　　總之，這次課程設計讓我受益匪淺。讓我培養(yǎng)