數(shù)電交通燈課程設計-- 交通燈邏輯控制電路設計

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一 設計總體思路2</p><p>　　二 各單元電路及說明4</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路4</b></p><p><b>　　初值預置電路7</b></p><p><b>

2、;　　數(shù)字顯示電路10</b></p><p><b>　　三 總電路圖11</b></p><p>　　四 安裝與調(diào)試12</p><p><b>　　五 設計體會13</b></p><p>　　六 附錄（器件清單）14</p><p><b&

3、gt;　　七 參考文獻15</b></p><p>　　交通燈邏輯控制電路設計</p><p><b>　　一 設計總體思路</b></p><p>　　根據(jù)設計任務和要求，而確定交通燈控制器電路的系統(tǒng)工作框圖如下1-1。通過主控制計數(shù)器（74LS161）控制電路的運作和紅綠黃燈三種信號燈的轉(zhuǎn)換，用兩條Q1Q2輸出取四種狀態(tài)。&l

4、t;/p><p>　　秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生整個系統(tǒng)的脈沖，通過兩片減法計數(shù)器（74LS192）達到控制東西方向和南北方向每種工作狀態(tài)的持續(xù)時間的十位和個位。減法計數(shù)器的借位端為主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號來完成狀態(tài)的改變，同時主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計數(shù)器的下次計數(shù)的初值。采用譯碼器（74LS138）譯碼。減法計數(shù)器的十位和個位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時間的倒計時。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示65,5,35,

5、5這四個數(shù)。</p><p>　　交通信號燈控制電路分為:</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路</b></p><p><b>　　初值預置電路</b></p><p><b>　　數(shù)字顯示電路</b></p><p><b>　　系統(tǒng)工

6、作框圖1-1</b></p><p>　　二 各單元電路及說明</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路</b></p><p>　　主控電路屬于時序邏輯電路，狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，由它決定交通燈處于哪一個運行狀態(tài)。從而使相應的交通燈點亮，并決定下一個狀態(tài)的預置電路該預置的信號燈的預置值。通過74LS161控制主支干道紅綠黃燈

7、亮滅的四種狀態(tài)S0（南北方向綠燈亮東西方向紅燈亮）S1（南北方向黃燈亮.東西方向紅燈亮，S2為南北方向紅燈亮.東西方向綠燈亮）S3（南北方向紅燈亮.東西方向黃燈亮）。</p><p>　　令燈亮為“1”，燈滅為“0”，南北干道紅綠黃等分別為A、B、C，東西干道紅綠黃等分別為E、F、G，東西，南北方向干道交通信號燈的工作是同時進行的。前65秒南北方向紅燈亮東西方向紅燈亮，之后5秒南北方向黃燈亮.東西方向紅燈亮，之后

8、35秒南北方向紅燈亮.東西方向綠燈亮，接著5秒南北方向紅燈亮.東西方向黃燈亮，一次循環(huán)為110秒。</p><p>　　S0= Q1'Q2' S1=Q1'Q2</p><p>　　S2=Q1Q2' S3=Q1Q2</p><p>　　A'=Q1

9、9; B'=(Q1'Q2')' </p><p>　　C'=(Q1'Q2)' E'=Q1</p><p>　　F'=(Q1Q2) G=(Q1Q2' )'</p>&l

10、t;p><b>　　狀態(tài)流程圖</b></p><p>　　則信號燈譯碼電路真值表如下</p><p>　　東西方向.南北方向干道信號燈譯碼電路真值表</p><p><b>　　初值預置電路</b></p><p>　　當交通燈控制系統(tǒng)開始工作時，該部分電路將實現(xiàn)各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換功能。由于首先

11、存在競爭與冒險的問題，本來預置數(shù)為45,5,35,5，現(xiàn)在根據(jù)原理，預置數(shù)要改為46,6,36,6，,將數(shù)碼管顯示南北方向綠燈和東西方向紅燈的預值（46秒），預值：0100，0110；當其減到0時，計數(shù)器產(chǎn)生借位，此時南北綠燈和東西方向紅燈同時滅。直到此信號燈再次亮時，重復上述轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)倒計時計數(shù)。</p><p>　　將綠燈的輸出接到芯片的LD端，實現(xiàn)倒計時計數(shù)，CR端置0；CPD接1HZ的脈沖信號。Q3、

12、Q2、Q1、Q0端分別接靜態(tài)晶體管的A3、A2、A1、A0端。</p><p>　　Z7=0 Z6'=Y0' </p><p>　　Z5'=Y2' Z4'=Y2' </p><p>　　Z3=0

13、 Z2=(Y0'Y1'Y2'Y3')' </p><p>　　Z1=(Y0'Y1'Y2'Y3') Z0=0</p><p><b>　　預置數(shù)電路如下</b></p><p><b>　　數(shù)字顯示電路</b><

14、/p><p>　　將晶體管對應端引腳A3、A2、A1、A0分別與計數(shù)器74LS192的輸出端Q3、Q2、</p><p>　　Q1、Q0相接，用來控制七段LED顯示器的7個發(fā)光段。通過各芯片的綜合使用，來實現(xiàn)顯示功能</p><p><b>　　三 總電路圖</b></p><p><b>　　四 安裝與調(diào)試<

15、;/b></p><p>　　1.根據(jù)原理設計理論在軟件ISIS 7 Professional上畫出整機電路圖，并列出所需器件清單。</p><p>　　根據(jù)自己設計的總電路圖，領取所需要的電子元件和工具箱。逐個測試元件的性能參數(shù)，檢查線路和電路板的良好與否。</p><p>　　3.將元器件簡單地插件電路板上插入或拔出，快速地改變電路布局。查閱資料，參考管腳

16、圖，清楚芯片的引腳的功能，并對照電路圖在工具箱上面根據(jù)信號流向逐步接線，認真檢查電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”、“清零端”、“置1端”要認真謹慎正確處理，認真分析是否是高電平有效。</p><p>　　4從電源開始調(diào)試，看電源電路的輸入輸出是否正常，是否為+5v，看脈沖是否接入。</p><p>　　主控器電路的調(diào)試，可用秒脈沖作時鐘信號，在S0～S3不同狀態(tài)時，主控器狀態(tài)應

17、按狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖轉(zhuǎn)換。</p><p>　　信號燈譯碼調(diào)試亦是如此，先用兩個邏輯開關代替Q2、Q1，當Q2、Q1分別為00、01、10、11時，6各發(fā)光二極管應按設計要求發(fā)光。</p><p>　　7.將個模塊逐個調(diào)試，待各單元電路達到各自技術指標的要求，均能正常工作后，將它們連接起來進行統(tǒng)調(diào)和系統(tǒng)測試。即可進行總機調(diào)試。觀察電路有無異常現(xiàn)象，例如有無冒煙現(xiàn)象，有無異常氣味，手摸集成電路外封裝

18、，是否發(fā)燙等。</p><p>　　8.如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應立即關斷電源，排除故障后再通電。</p><p><b>　　五 設計體會</b></p><p>　　剛拿到課題時，完全毫無頭緒的，對課程設計該怎么弄無從下手，一片空白。于是我靜下心來，打算溫故下數(shù)字電路的課本及相關的參考書，花了好長時間才進入狀態(tài)。然后參仔細認真分析了下題目，照參考

19、書上的例題，了解一般電路的分析和設計，掌握一些常用重要芯片的用法和工作原理。然后采用把整個設計化為小模塊的方法，寫真值表，列表達式，化整為零的方法來設計。一個個模塊相繼慢慢完成，最后考慮怎么相連整合成整個設計電路。聯(lián)想以前老師上課時的要求和注意事項，給設計還是提供了很大的幫助。碰到?jīng)]有見過或用法說明不清楚的芯片時，只能自己查閱資料，搜集管腳圖，即學即用。這樣讓我對芯片的特性和用法，功能等有了深刻的記憶及應用。</p>&l

20、t;p>　　雖然后來設計仿真出來了，但接線過程中還是碰到了一些困難。如線太少，電路板有損壞，插孔大容易接觸不良，接線很多容易出錯等各種各樣的小問題都可能引起電路達不到預期的結果。這次課程設計既考驗了我們對課本理論知識的掌握，也考察了我們的動手和分析能力，掌握集成芯片的使用，拓展我們多方面的思維。</p><p>　　不僅要學習一般設計的方法及思路，也要在不斷遇到問題，分析系統(tǒng)電路和實際問題，通過查資料，請教

21、老師和同學討論等途徑解決實際問題。也培養(yǎng)了我們嚴謹細心的態(tài)度，因為一不留心接線就會出錯。</p><p>　　學了一個學期的《數(shù)字電子技術基礎》課程，直到這次課程設計時，才發(fā)現(xiàn)，原來自己掌握的知識那么有限，能夠運用到實際中的知識更是少之又少。平時，我們都只是學習原理知識，但是沒有進行實踐。課本知識固然重要，但是實踐環(huán)節(jié)也是不可或缺的環(huán)節(jié)。許多知識學了就忘，很難將它們長期的保存在腦海中。而且在這次設計中也讓我練習了

22、下ISIS 7 Professional和word的學習，熟悉了對畫圖軟件的應用。所以這樣的實習還是很有意義和收獲的。 </p><p>　　六 附錄（器件清單）</p><p><b>　　實驗箱一臺</b></p><p>　　減法計數(shù)器74LS192 、 2輸入或門74LS32各 2片</p><p>

23、;　　七段譯碼器 2片</p><p>　　二進制計數(shù)器74LS161、 譯碼器74LS138 、 4輸入與非門74LS20 各 1片</p><p>　　2輸入與門74LS208 4片 </p><p>　　2輸入與非門74LS00

24、 5片</p><p>　　非門74LS004 8片</p><p>　　LED 6個</p><p><b>　　七 參考文獻</b

25、></p><p>　　《電子技術課程設計》歷雅萍、易映萍編</p><p>　　《電子技術課程設計指導》 彭介華主編</p><p><b>　　高等教育出版社</b></p><p>　　《電子線路設計、實驗、測試》 謝自美主編　 </p><p><b>　　華中理工出