數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　方案論證</b></p><p>　　2.1信號燈轉換器……………………………………………………2</p><p>　　2.2倒計時計數(shù)器…………………………………

2、…………………3</p><p>　　2.3倒計時計數(shù)器與信號燈轉換連接………………………………3</p><p>　　2.4秒脈沖產(chǎn)生電路…………………………………………………4</p><p>　　2.5電路測試與仿真…………………………………………………7</p><p>　　心得與體會……………………………………………………………8&

3、lt;/p><p><b>　　第一章 </b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　城市十字交叉路口為確保車輛、行人安全有序地通過，都設有指揮信號燈。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通、提高道路事故有明顯效果。因此，如何采用合適的方法，使交通信號的控制與交通疏導有機結合，最大限度緩解

4、主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況。以下就是一個交通燈控制系統(tǒng)的電路原理、設計和仿真測試等問題。</p><p><b>　　要求如下：</b></p><p>　　（1）在十字路口兩個方向上個設置一組紅、黃、綠信號燈，其中，綠燈亮的時間為8s，黃燈亮的時間為2s；</p><p>　?。?）在綠燈轉向紅燈的過程中，先由綠燈轉成黃燈，黃

5、燈亮完2秒后，迅速換回紅燈亮，同時也讓對方由紅燈轉為綠燈。</p><p>　?。?）如果發(fā)生特殊事情，可以手動按下開關，其中一個方向常亮綠燈，倒計時停止。特殊事情結束后，可手動按下開關，恢復正常狀態(tài)。</p><p><b>　　第二章</b></p><p><b>　　總體方案設計</b></p>&l

6、t;p>　　根據(jù)實驗要求，智能交通燈系統(tǒng)應由信號燈轉移、倒數(shù)計時器、秒脈沖信號三部分組成，其原理如下：</p><p><b>　　單元電路設計</b></p><p><b>　　2.1信號燈轉換器</b></p><p>　　用以下六個符號分別代表東西（A）和南北（B）方向上信號燈的狀態(tài)：</p>

7、<p>　　GA：東西方向上綠燈亮；GB：南北方向上綠燈亮；</p><p>　　YA：東西方向上黃燈亮；YB：南北方向上黃燈亮；</p><p>　　RA：東西方向上紅燈亮；RB：南北方向上紅燈亮。</p><p>　　信號燈狀態(tài)S有以下狀態(tài)：</p><p>　　S1：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；</p&g

8、t;<p>　　S2：東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮；</p><p>　　S3：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮；</p><p>　　S4：東西方向紅燈亮，南北方向黃燈亮。</p><p><b>　　由計算可得出：</b></p><p>　　GA=Q1nQ0nYA=Q1nQ0nRA=Q1

9、n</p><p>　　GB=Q1nQ0nYB= Q1nQ0nRB= Q1n</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　2.2倒計時計數(shù)器</b></p><p>　　計數(shù)器應選用集成電路74190芯片，它是十進制同步可逆計數(shù)器，具有異步并行置數(shù)功能

10、、保持功能。74190沒有專用的清零輸入端，但可以借助QA、QB、QC、QD的輸出數(shù)據(jù)間接實現(xiàn)清零功能。74190芯片的功能如下：</p><p><b>　　得以下電路圖：</b></p><p>　　2.3倒計時計數(shù)器與信號燈轉換連接</p><p>　　2.4秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　秒脈沖產(chǎn)生電路的功能

11、是產(chǎn)生標準秒脈沖信號，主要由振蕩器和分頻器組成。振蕩器是計時器的核心，振蕩器的穩(wěn)定度和頻率的精準度決定了計時器的準確度，可由石英晶體振蕩電路或555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時的精度就越高，但耗電量將增大，故在設計時，一定根據(jù)需要設計出最佳電路。石英晶體振蕩器具有頻率準確、振蕩穩(wěn)定、溫度系數(shù)小的特點，但如果精度要求不高的時候可以采用555構成的多諧振蕩器。</p><p>　

12、　振蕩器產(chǎn)生的時間信號通常頻率很高，要使它變成“秒”信號，需要用分頻器來完成。其功能主要是產(chǎn)生標準的秒脈沖信號，即每秒產(chǎn)生一個時鐘上升沿，頻率為1Hz。分頻器的級數(shù)和每級的分頻次數(shù)要根據(jù)振蕩頻率及時基頻率來決定。若選用的時基頻率為1kHz，可采用三級74160做分頻器。74160是一個十進制加法計數(shù)器，其功能表如圖：</p><p><b>　　74160的功能表</b></p>

13、<p>　　此例的秒脈沖產(chǎn)生電路主要由一個555定時器和三個十進制計數(shù)器74160構成。其中，555定時器由RC組成多諧振蕩器，三個計數(shù)器74160組成分頻器。電路如圖：</p><p>　　電路中多諧振蕩器輸出的是1kHz脈沖信號，此信號作為第一級計數(shù)器的時鐘信號。計數(shù)器的4個使能端ENP、ENT、LOAD、CLR均接高電平。由于74160是十進制計數(shù)器，因此計數(shù)器每計數(shù)滿10次有一個進位信號，此

14、信號即為經(jīng)第一級計數(shù)器分頻后得到的100Hz脈沖信號，將這個信號接在下一級計數(shù)器的時鐘信號端CLK則可實現(xiàn)繼續(xù)分頻，經(jīng)兩個74160逐級分頻后依次得到10Hz和1Hz的脈沖信號。用兩個四通道的示波器可以清楚地看到四個脈沖信號的波形圖，如圖：</p><p>　　第四個計數(shù)器輸出的進位信號即為1Hz的秒脈沖信號接入交通燈信號控制器作為倒計時的時鐘信號，即可形成一個完整的交通燈信號控制器作品。</p>

15、<p>　　2.5電路測試與仿真</p><p>　　單擊啟動按鈕，便可以進行交通信號燈控制系統(tǒng)的仿真，電路默認把通行時間設為10秒，打開開關，東西方向車道的綠燈亮，南北方向車道的紅燈亮。時間顯示器從預置的10秒，以每秒減1，減到“2”時，東西方向車道的綠燈轉換為黃燈，南北方向車道的紅燈都不變。減到“0”時，1秒后顯示器又轉換成預置的10秒，東西方向車道的黃燈轉換為紅燈，南北方向車道的紅燈轉換為綠燈。減

16、到“2”時，南北方向車道的綠燈轉換為黃燈，，東西方向車道的紅燈不變。如此循環(huán)下去。如果發(fā)生特殊事情，可以手動按下開關，其中一個方向常亮綠燈，倒計時停止。特殊事情結束后，可手動按下開關，恢復正常狀態(tài)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王連英．基于Multisim10的電子仿真．北京．北京郵電大學出版社</p><

17、;p>　　[2]楊志忠 衛(wèi)樺林．數(shù)字電子技術基礎．北京．高等教育出版社</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原理和multisim連接圖。</p><p>　　在設計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就

18、是心里想老這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。</p><p>　　我深得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設計過程中，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。</p><p>　　平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，

19、那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。所以這個期末測試之后的課程設計對我們的作用是非常大的。</p><p>　　在制作multisim時，發(fā)現(xiàn)細心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是線的布局上既要美觀又要實用和走線簡單，兼顧到方方面面去考慮是

20、很需要的，否則只是一紙空話。</p><p>　　生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實習，我才真正領略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識到老一輩電子設計為我們的社會付出。我想說，設計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設計也是一個團隊的任務，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在

21、這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮； 正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會作出我們應該做的一切，這有什么不好？我們不斷的反問自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什么，只要人生活的有意義就可。</p><p>　　同時我認為我們的工作是一個

22、團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！<

23、;/p><p>　　通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。</p><p>　　在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得