交通指示燈課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 交通指示燈 </p><p>　　院 系： 電子信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化2010級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年5月25日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><

3、;b>　　交通指示燈</b></p><p>　　摘要:本次設(shè)計(jì)目的為設(shè)計(jì)制作一個(gè)十字路口交通指示燈簡(jiǎn)易控制電路，紅燈亮表示停止，綠燈亮表示通行，通行和停止時(shí)間各為30秒，通行和停止時(shí)間用數(shù)碼管顯示，采用倒計(jì)時(shí)方式。設(shè)計(jì)主要有時(shí)鐘脈沖電路,計(jì)時(shí)電路，譯碼電路，觸發(fā)電路等來組成。時(shí)鐘脈沖電路由555定時(shí)器和一些電阻，電容組成，兩片74ls192計(jì)數(shù)器構(gòu)成計(jì)時(shí)電路，譯碼電路由兩片74ls47共陽驅(qū)動(dòng)

4、器組成，觸發(fā)電路由74ls74觸發(fā)器構(gòu)成</p><p>　　關(guān)鍵字：555定時(shí)器；計(jì)數(shù)器；譯碼器；數(shù)碼管；雙D觸發(fā)器。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)背景................................................1</p><p>　

5、　1.1 了解數(shù)字電路系統(tǒng)的定義及組成...............................1</p><p>　　1.2 掌握時(shí)鐘電路的作用及基本構(gòu)成...............................1 </p><p>　　1.2掌握時(shí)鐘電路的作用及基本構(gòu)成...............................1 </p><p>

6、　　第二章 設(shè)計(jì)方案................................................1 </p><p>　　2.1 任務(wù)分析..................................................1</p><p>　　2.2 方案論證......................................

7、............1</p><p>　　第三章 方案實(shí)施................................................2 </p><p>　　3.1 原理圖設(shè)計(jì)................................................2</p><p>　　3.1.1 時(shí)鐘脈沖信號(hào)..........

8、..................................2 </p><p>　　3.1.2計(jì)時(shí)電路.................................................2 </p><p>　　3.1.3 譯碼電路................................................4 </p><p&

9、gt;　　3.1.4 觸發(fā)電路................................................5 </p><p>　　3.1.5 輸出電路................................................5</p><p>　　3.2 電路仿真..........................................

10、........6 </p><p>　　3.3 PCB制作....................................................7 </p><p>　　3.4安裝與調(diào)試..................................................7 </p><p>　　結(jié)果與結(jié)論.............

11、.........................................8 </p><p>　　收獲與致謝......................................................8 </p><p>　　參考文獻(xiàn)........................................................8 </p&g

12、t;<p>　　附件1電路原理圖...............................................9 </p><p>　　附件2 PCB布線圖...............................................10</p><p>　　附件3元器件清單...................................

13、............11</p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　1.1了解數(shù)字電路系統(tǒng)的定義及組成</p><p>　　數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其形式包括各種輸入接口電路。比如數(shù)字頻率計(jì)中，通過輸入電路對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放

14、大、整形，得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)則需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，必須首先了解輸入信號(hào)的性質(zhì)，接口的條件，以設(shè)計(jì)合適的輸入接口電路。</p><p>　　1.2掌握時(shí)鐘電路的作用及基本構(gòu)成</p><p>　　時(shí)鐘電路是數(shù)字電路系統(tǒng)中的靈魂，它屬于一種控制電路，整個(gè)系統(tǒng)都在它的控制下按一定的規(guī)律工作。時(shí)鐘電路包括主時(shí)鐘振蕩電路及經(jīng)分頻后形成

15、各種時(shí)鐘脈沖的電路。比如多路可編程控制器中的 555 多諧振蕩電路，數(shù)字頻率計(jì)中的基準(zhǔn)時(shí)間形成電路等都屬于時(shí)鐘電路。設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求首先確定主時(shí)鐘的頻率，并注意與其他控制信號(hào)結(jié)合產(chǎn)生系統(tǒng)所需的各種時(shí)鐘脈沖。</p><p><b>　　第二章 設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1任務(wù)分析</b></p>

16、<p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈定時(shí)控制系統(tǒng)，利用74ls74，74ls47，74ls192。555定時(shí)器，等元件設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈電路。它主要由控制器、定時(shí)器、譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時(shí)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼器輸出兩組信號(hào)燈的控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作。</p><p><b>　

17、　2.2方案論證</b></p><p>　　如果要實(shí)現(xiàn)所要求的電路設(shè)計(jì)，在時(shí)鐘電路，計(jì)數(shù)電路，譯碼器電路，驅(qū)動(dòng)電路和最后的輸出電路的設(shè)計(jì)過程中，方案本不是一個(gè)，在時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)中，備選的要得到電路提供穩(wěn)定的時(shí)序脈沖這部分用555定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)</p><p><b>　　1 </b></p><p>　　用74ls

18、47，74ls74實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的有秩序的兩滅，74ls192實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路的計(jì)時(shí)，這</p><p>　　些都是經(jīng)過慎重選擇，考慮到設(shè)計(jì)所要求的誤差和精度，并且它們?cè)诶蠋熖峁┑脑熘休^容易找到，所以才這樣選擇的吧。</p><p><b>　　第三章 方案實(shí)施</b></p><p><b>　　3.1原理圖設(shè)計(jì)</b>&l

19、t;/p><p>　　3.1.1時(shí)鐘脈沖電路</p><p>　　555定時(shí)器的作用就是構(gòu)成多諧振蕩電路，在這個(gè)電路中，我們用R1=51k,R2=47k,C1=10uf,C2=10nf從而實(shí)現(xiàn)555定時(shí)器能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘脈沖信號(hào).</p><p><b>　　3.1.2計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中充當(dāng)

20、及時(shí)作用的電路是由74ls192組成的電路實(shí)現(xiàn)的，兩片74ls192能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字的0——9以及另一個(gè)0——3的顯示。電路圖如下：</p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　3.1.3譯碼電路</b></p><p&g

21、t;　　用74LS47構(gòu)成譯碼電路如下圖所示。74LS47是4線—七段譯碼器，其輸出端為低電平有效，可以直接驅(qū)動(dòng)共陽極的數(shù)碼管，在此電路中，譯碼器的3,4,5引腳接高電平，保證其輸入輸出有效。輸入端接計(jì)時(shí)電路的輸出端，輸出端接共陽極的輸入端，保證電路的正常進(jìn)行。電路圖如下：</p><p><b>　　4</b></p><p>　　3.1.4觸發(fā)電路

22、 </p><p>　　用74LS74觸發(fā)器構(gòu)成觸發(fā)電路如下圖所示，觸發(fā)器引腳1接高電平，而3引腳接脈沖信號(hào)，2引腳接6引腳，輸出接LED保證電路中的兩對(duì)紅綠燈的正常運(yùn)行。電路圖如下：</p><p><b>　　3.1.5輸出電路</b></p><p>　　輸出電路由驅(qū)動(dòng)電路和一些電阻和二極管組成的部分電路組成，發(fā)

23、光二極管來表示顯示燈，傳輸過來的信號(hào)，經(jīng)輸出電路的把信號(hào)轉(zhuǎn)化為燈的亮滅，來實(shí)現(xiàn)了電路的顯示，實(shí)現(xiàn)紅燈和綠燈各為30秒。</p><p><b>　　5</b></p><p><b>　　6</b></p><p><b>　　3.2電路仿真</b></p><p>　　在各單

24、元電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，用Multisim軟件把各單元電路連接起來，畫出符合軟件要求的系統(tǒng)整體邏輯電路圖。系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)完成后，對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，若結(jié)果與設(shè)計(jì)要求不符合就進(jìn)行再次改變電路，</p><p>　　使之符合要求。仿真電路圖如圖所示。 </p><p><b>　　3.3 PCB制作</b

25、></p><p>　　要進(jìn)行PCB的制作，先在Altium Designer中進(jìn)行合理的連線并找到他的符合要求的正確的封裝。然后根據(jù)仿真圖在Altium Designer中畫出原理圖，接著把所有的元器件連接完成后，再次檢查，確保萬無一失，最后是布線， 生成PCB圖以后對(duì)各個(gè)部分的元件布線，對(duì)于原件的布線有以下要求：電源線和地線要求采用0.8mm或是0.6mm，如果從兩個(gè)焊盤中間穿過時(shí)用0.4mm或0.3m

26、m,信號(hào)線采用0.5mm。如果從兩個(gè)焊盤中間穿過時(shí)用0.4mm或0.3mm，焊盤的內(nèi)徑用0.8mm或0.85mm。外徑根據(jù)需要進(jìn)行修改，一般為X方向?yàn)?.6mm，Y方向?yàn)?.0mm，或是X方向?yàn)?.0mm,Y方向?yàn)?.6mm。</p><p><b>　　3.4 安裝與調(diào)試</b></p><p>　　先根據(jù)PCB原理圖，對(duì)其進(jìn)行模板的制作，然后利用提供的元器件，進(jìn)行

27、安裝，注意安全，各個(gè)管腳都比較尖銳，避免扎傷，接下來.焊接，更得注意安全。避免發(fā)生火災(zāi)，以及烙鐵觸及到其他同學(xué)，及一些易燃物。得到焊接完成的電路板，對(duì)他進(jìn)行調(diào)試。若能工作能設(shè)計(jì)成功</p><p><b>　　結(jié)果與結(jié)論</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)根據(jù)紅燈停，綠燈行，紅綠燈各亮30秒，并且時(shí)間為倒計(jì)時(shí)的要求，我們基本上完成了任務(wù)。仿真電路在Multism上也

28、仿真成功了，并且誤差非常小。 焊接時(shí)盡管出現(xiàn)了一些小問題，不過還好，在老師的幫助下我們完成了設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我學(xué)到了很多知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用軟件進(jìn)行仿真，用其他軟件進(jìn)行電路原理圖的制版，對(duì)數(shù)電也有了更深的理解。 </p><p><b>　　收獲與致謝</b></p><p>　　感謝老師可以提供這種項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)的視頻，對(duì)于我這種沒做過任何項(xiàng)目的人來說無疑是一種增

29、加自信的動(dòng)力。因?yàn)楦蠋煹乃悸钒岩曨l看完后，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目也可以做的這么簡(jiǎn)單，這么有興趣；，但是那種各個(gè)類的設(shè)計(jì)和考慮各個(gè)類之間的關(guān)系來達(dá)到互相合作的那種思想可能不是我一時(shí)半會(huì)的就能形成的。老師說的對(duì)，這確實(shí)是要經(jīng)過很多的實(shí)戰(zhàn)才可以把這種思想做的這么好，做的這么簡(jiǎn)單。以后我也會(huì)多通過做這種項(xiàng)目題來增加自己對(duì)這種思想的鞏固。</p><p>　　我發(fā)覺越多做一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的問題和收獲就多一點(diǎn)，程序的一些細(xì)節(jié)也變得更清晰，我后

30、面有空還會(huì)繼續(xù)拿出來思考，看看還能不能發(fā)現(xiàn)一些問題。感謝老師的指導(dǎo)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]谷樹忠，劉文洲，姜航.Altium Designer教程.北京：電子工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[2]邱關(guān)源 ，羅先覺.電路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.</p&

31、gt;<p>　　[3]鄭君里，楊為理.信號(hào)與系統(tǒng)（第三版）：北京：高等教育出版社，2011.</p><p>　　[4]閻 石.數(shù)字電子技術(shù)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[5]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2005.</p><p><b>　　附件1電路原理圖</b&g

32、t;</p><p><b>　　電路的原理圖如下：</b></p><p>　　附件2 PCB布線圖</p><p><b>　　布線圖如下：</b></p><p><b>　　附件3 元器件清單</b></p><p><b>　　表一