數(shù)電課程設計報告---交通燈

1、<p>　　電子技術(shù)課程設計報告</p><p><b>　　交通燈</b></p><p>　　學 院： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師：

2、 </p><p>　　完成時間： </p><p>　　成 績： </p><p>　　電子技術(shù)課程設計報告</p><p><b>　　設計要求</b></p><p>

3、;　　設計一個由一條主干道和一條支干道的匯合點形成的十字交叉路口交通燈控制電路。交通信號燈常用于交叉路口，用來控制車輛的流量，提高交叉路口車輛的通行能力，減少交通事故。本交通燈設計主要由秒脈沖發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼顯示電路組成。秒脈沖發(fā)生器由NE555產(chǎn)生脈沖，定時器由74LS160實現(xiàn)，控制器由74LS153和74LS74組成，譯碼電路采用74LS48和七段數(shù)碼管來顯示。控制器通過ST信號對定時器進行控制，從而顯示紅黃綠燈的轉(zhuǎn)換

4、</p><p>　　（1）．在每次由亮綠燈變成亮紅燈的轉(zhuǎn)換過程中間，要亮5s的黃燈作為過渡，以使行駛中的車輛有時間停到禁止線以外，設計5s計時顯示電路</p><p>　?。?）．主、支干道交替通行，主干道每次放行60s，支干道每次放行45s，設計60s和45s計時顯示電路</p><p>　　（3）．用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號燈，用傳感器或邏輯開關(guān)代替?zhèn)鞲?/p>

5、器作檢測車輛是否到來的信號</p><p><b>　　設計的作用、目的</b></p><p>　　（1）熟悉集成電路的引腳安排。</p><p>　　（2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　（3）了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。</p><p>　?。?）了解數(shù)字交通燈控制電路

6、的組成及工作原理。</p><p>　　（5）學會用仿真軟件對設計的原理圖進行仿真。</p><p>　?。?）熟悉數(shù)字交通燈控制電路的設計與制作。</p><p><b>　　設計的具體實現(xiàn)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)概述</b></p><p>　　簡單介紹

7、系統(tǒng)設計思路與總體方案的可行性論證，各功能塊的劃分與組成，全面介紹總體工作過程或工作原理。</p><p>　　十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全通行。有一人主干道和一個支干道的十字路口如圖所示。每邊都設置了紅、綠、黃色信號燈。紅燈亮表示禁止通行，綠燈亮表示可以通行，在綠燈變紅燈時先要求黃燈亮幾秒鈡，以便讓停車線以外的車輛停止運行。因為主干道上的車輛多，所以主干道放行的時間要長。</p>&

8、lt;p>　　1） 主干道方向綠燈亮，支干道方向紅燈亮。主干道通車，時間為45秒</p><p>　?。?） 主干道方向黃燈亮，支干道方向紅燈亮。主干道不通車，時間為5秒</p><p>　?。?） 主干道方向紅燈亮，支干道方向綠燈亮。支干道通車，時間為25秒</p><p>　　（4）主干道方向紅燈亮，支干道方向黃燈亮。支干道不通車，時間為5秒</p&

9、gt;<p>　?。?）返回（1），繼續(xù)運行。</p><p>　　2．單元電路設計(或仿真)與分析</p><p>　　詳細介紹各單元電路的選擇、設計及工作原理分析、仿真，并介紹有關(guān)參數(shù)的計算及元器件參數(shù)的選擇等。</p><p>　　要實現(xiàn)上述交通信號燈的自動控制，則要求控制電路由時鐘信號發(fā)生器、計數(shù)器、主控制器、信號燈譯碼驅(qū)動電路和數(shù)字顯示譯碼驅(qū)

10、動電路幾部分組成。</p><p><b>　　(1) 主控制器。</b></p><p>　　十字路口車輛運行情況只有4種可能：1、設開始時主干道通行，支干道不通行，在這種情況下主綠燈和支紅燈亮，持續(xù)時間為45秒；2、45秒后，主干道不通行，支干道不通行，這種情況下主黃燈和支紅燈亮，持續(xù)時間為5秒；3、5秒后，主干道不通行，支干道通行，這種情況下主紅燈和支綠燈亮，持

11、續(xù)時間為25秒。4、25秒后，主干道仍不通行，支干道停車，這種情況下主紅燈和支黃燈亮，持續(xù)時間為5秒。5秒后又回到第一種情況，如此重循環(huán)反復。因此，要求主控制器也有4種狀態(tài)，設這4種狀態(tài)依次為：Q0、Q1、Q2、Q3。狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖。</p><p>　　設Q0＝00，Q1＝01，Q2＝11，Q3＝10，實現(xiàn)這4個狀態(tài)的電路，可用一片4位二進制同步加計數(shù)器74161和兩片74151數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)這四個狀態(tài)?？梢杂?/p>

12、輸出端S1和S0來表示這四種狀態(tài)。</p><p><b>　?。?）計數(shù)器。</b></p><p>　　計數(shù)器實現(xiàn)的是倒計數(shù)，可采用74190來實現(xiàn)。一般顯示為紅燈的時時，即停車時間。當狀態(tài)為Q2和Q3時主干道的紅燈亮，主干道的紅燈為50秒；當狀態(tài)為Q0和Q1時支干道的紅燈亮，支干道的紅燈為30秒。輸入1HZ的CP脈沖，即每隔1秒計數(shù)器計一次。</p>

13、<p>　?。?）控制信號燈的譯碼電路。</p><p>　　主控制器的4種狀態(tài)分別要控制主、支干道紅、黃、綠燈的亮與滅。這四種狀態(tài)可由S1和S0兩種狀態(tài)來實現(xiàn)。</p><p>　　（4）振蕩及分頻器―――秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　數(shù)字電子鐘應具有標準的時間源，用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1HZ脈沖信號，稱為秒脈沖，由于它直接影響到計時器走時的準確度

14、，因此采用石英晶體振蕩器，并經(jīng)多級分頻電路后獲得秒脈沖信號。采用石英晶體振蕩器經(jīng)計數(shù)器分頻后產(chǎn)生時基信號的電路。從電路的體積、成本以及分頻方便考慮，數(shù)字計時器通常采用石英晶體振蕩頻率為32768HZ，經(jīng)過十五級二分頻電路，便可得到頻率為1HZ的秒脈沖信號。具體電路如圖所示，它選用一片CMOS集成電路CC4060（14位二進制計數(shù)器）和一片CT74LS74D觸發(fā)器組成。</p><p><b>　?。?）

15、 電路連接圖</b></p><p>　　3．電路的安裝與調(diào)試 </p><p>　　（1）組裝調(diào)試秒脈沖電路。</p><p>　?。?）進行定時電路的組裝和調(diào)試。當輸人1Hz的時鐘脈沖信號時，要求電路能進行增計時，當增計時到25時，能輸電有效的定時時間到信號。</p><p>　?。?）調(diào)試交通燈控制器以及顯示部分。

16、 </p><p>　　（4）判斷各部分電路之間的時序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設計要求。</p><p>　　(5).數(shù)字電路與邏輯設計的課程學習過程中，過多的偏重于電路邏輯功能的設計，考慮其實際實現(xiàn)則較少，比如芯片的穩(wěn)定性、帶載能力，工作環(huán)境等問題在設計中都沒有考慮，很多設計在實驗室環(huán)境下雖然可以正常工作，但不適宜投入生產(chǎn)。</p><p>　

17、　(6).排除故障的能力和設計電路的能力同樣重要。在此次課程設計中，很多同學在設計和連接電路上花費的時間并不多，但卻把大量的時間耗費在檢查故障上，經(jīng)常還會因為查不出故障或無法解決故障重新連接電路。我覺得在日常生活和實際生產(chǎn)中，需要解除故障的地方遠比設計電路要多，從一次實驗中發(fā)現(xiàn)故障，逐步摸索排除故障的方法和技巧是極為重要的。我在排除電路的故障中逐步掌握了電平高低的檢測技巧和根據(jù)信號流向檢查故障的方法，并對萬用表的使用技巧有了更深入的實踐

18、和學習。</p><p><b>　　最終調(diào)試如下：</b></p><p>　　接上電源,便可以進行交通燈控制系統(tǒng)的仿真，電路默認把通車時間設為25秒，甲車道方向綠燈亮，行人車輛都可自由通行；乙車道方向車道的紅燈亮，車輛禁止通行。時間顯示器從預置的0秒，以每秒增1，增到25到0時，甲道的綠燈轉(zhuǎn)換為黃燈，其余燈都不變。從增至5秒又到0后時甲車道的黃燈轉(zhuǎn)換為紅燈；乙車道

19、的紅燈轉(zhuǎn)換為綠燈。如此循環(huán)下去。</p><p>　　四．心得體會、存在問題和進一步的改進意見等</p><p>　　開始拿到題目的時候，不知道怎么去做,因為已經(jīng)有半年沒看數(shù)電了，自己對這門課的設計都不是很會，對很多的芯片的功能都不是很清楚，而且還要帶一個專升本的同學去做這個設計，所以做得特別認真。從收集資料到仿真在到做實物一共用了半個月的時間。在做面包板板的時候，花了很長的時間去布線，由

20、于芯片太多，線很亂不得不手動布線，一共用了一天的時間才做好。</p><p>　　通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力.現(xiàn)在設計已經(jīng)做好了,但是控制器控制信號燈不是很好。雖然花了很多的時間，但學到了很多東西。做課程設計的時候,自己把整個書本都看了幾遍，增強了自己對知識的理解，很多以前不是很懂的問題現(xiàn)在都已經(jīng)一一解決了。在課程設計的過程中，我想了很多種方案，對同一個問題(像計數(shù)器的接法)都想了很多種

21、不同的接法，運用不同的芯片進行了比較，最后還是采取了上面的方法進行連接。</p><p><b>　　五．附錄</b></p><p>　　集成電路： 74LS161—1片 74LS00—1片 74LS20—2片 74LS14—1片</p><p><b>　　電阻：1個 </b></p><p

22、><b>　　電容： 1片 </b></p><p>　　其他：發(fā)光二極管—6個</p><p><b>　　六．參考文獻</b></p><p>　　[1] 康華光. 電子技術(shù)基礎. 北京：高等教育出版社，1999年</p><p>　　[2]羅杰等編. 電子技術(shù)基礎試驗. 北京：高等教育