數(shù)模電交通燈課程設(shè)計(jì)(1).docx

成績課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：交通信號燈控制電路學(xué)院：電氣與電子信息學(xué)院學(xué)生姓名：米晨專業(yè)：軌道交通信號與控制學(xué)號：3120130805103指導(dǎo)教師：康萬新日期：2015年 7 月 13 日西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書交通信號燈控制電路摘要：交通信號燈系統(tǒng)是現(xiàn)在交通正常的一個非常重要的保障，一個科學(xué)的交通燈管理系統(tǒng)，既能盡可能的保證交通的順暢，充分利用交通基礎(chǔ)設(shè)施，使人們出行便利，又能保證人們的出行安全。這次電子技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)的題目設(shè)計(jì)一個交通信號燈控制系統(tǒng)，在這里，我充分應(yīng)用所學(xué)的電子技術(shù)知識，利用555定時(shí)器、74LS191計(jì)數(shù)器、74LS192計(jì)數(shù)器、74LS153數(shù)據(jù)選擇器以及一些門電路設(shè)計(jì)出了題目所要求的電路，并且也取得了很好的仿真效果。關(guān)鍵詞：交通燈，計(jì)數(shù)器，555定時(shí)器，譯碼器。Abstract：Traffic signal lamp system is now normal traffic of a very important safeguard, a scientific management system for traffic lights, both as far as possible to ensure the traffic smooth, make full use of transport infrastructure, to enable people to travel convenience, but also to ensure the safety of the peoples travel. The electronic technology curriculum design topic design a traffic signal lamp control system, here, I make full use of the knowledge of electronic technology, using 555 timer, sn74ls191 counter, counter 74LS192, 74LS153 data selector and some gate circuit design problems required circuit, and also achieved good simulation effect.Keywords：Traffic lights, generator, timers, controllers and decoders目錄目錄1前言21.1設(shè)計(jì)背景21.2設(shè)計(jì)目標(biāo)21.3實(shí)施計(jì)劃21.4必備條件22總體方案設(shè)計(jì)22.1方案比較22.1.1方案一利用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制22.1.2方案二：利用數(shù)模電知識來實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制22.2方案論證22.3方案選擇23單元模塊設(shè)計(jì)23.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)23.1.1脈沖發(fā)生器模塊設(shè)計(jì)23.1.2倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器（74LS192）23.1.3狀態(tài)計(jì)數(shù)器（74LS192）23.1.4狀態(tài)置數(shù)控制23.1.5譯碼器電路模塊23.1.6倒計(jì)時(shí)和交通燈顯示部分模塊23.2特殊器件的介紹23.2.1器件介紹23.2.2NE555器件介紹23.2.3七段發(fā)光二極管器件介紹23.2.44511BCD碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器24系統(tǒng)調(diào)試24.1調(diào)試環(huán)境24.2硬件調(diào)試25系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)25.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能25.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試26結(jié)論27總結(jié)與體會28參考文獻(xiàn)29附錄29.1附錄1 交通燈仿真圖29.2附錄2 交通燈原理圖29.3附錄3 PCB圖2III1 前言隨著社會和城市交通的快速發(fā)展，近幾年機(jī)動車輛數(shù)字急劇增加，道路超負(fù)荷承載道路現(xiàn)象嚴(yán)重，致使交通事故逐年增加。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。俗話說“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部份的交通信號燈也應(yīng)國際化。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題?？梢娊煌羰浅鞘薪煌ㄓ行颉踩?、快速運(yùn)行的重要保障，因此解決好公路交通信號燈控制問題也成了保障交通有序、安全、快速運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是一款基于單片機(jī)AT89C51為控制核心的交通控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)對車輛、行人的有效導(dǎo)引。設(shè)計(jì)中我們選用紅、綠、黃三種不同LED發(fā)光管作為車輛和行人的指示，簡化了設(shè)計(jì)，形象直觀；采用LED數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)顯示，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。該系統(tǒng)還可根據(jù)交通擁擠情況可以設(shè)置主干道的通行時(shí)間，以提高效率，緩減交通擁擠；當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，交警可將系統(tǒng)設(shè)置成手動，讓某路口車輛通行，此路口行人禁行，緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動狀態(tài)。本設(shè)計(jì)并對系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，很有城市交通道口的“模型”味。1.1 設(shè)計(jì)背景隨著中國加入WTO，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國際接軌。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)通過采用數(shù)字電路對交通燈控制電路的設(shè)計(jì),提出使交通燈控制電路用數(shù)字信號自動控制十字路口四組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法,指揮各種車輛和行人安全通行,實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行，黃燈亮?xí)r，已越過停止線的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。1.3 實(shí)施計(jì)劃第一階段：查找資料，了解設(shè)計(jì)所需元器件及其管腳的功能第二階段：測試各元件能否實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，并篩選出對應(yīng)所需的元件，確定設(shè)計(jì)方案第三階段：為交通燈設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)模塊，顯示模塊，狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，并預(yù)置各模塊的初始值第四階段：調(diào)整結(jié)構(gòu)并連接各模塊，用protues仿真通過，繪制PCB圖。第五階段：完善相應(yīng)設(shè)計(jì)的打印報(bào)告。1.4 必備條件數(shù)電模電等專業(yè)知識、Proteus軟件、計(jì)算機(jī)。2 總體方案設(shè)計(jì)通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識，我主要提出了三種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這三種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析比較它們的特點(diǎn)，然后闡述我最終選擇方案的原因。2.1 方案比較2.1.1 方案一利用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制方案一:原理框圖如圖2-1所示。圖2-1 方案一的原理框圖本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號通過PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。2.1.2 方案二：利用數(shù)模電知識來實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制方案二原理框圖如圖2-2所示。置數(shù)控制狀態(tài)計(jì)數(shù)555定時(shí)器譯碼顯示譯碼顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)器脈沖圖2-2 方案二的原理框圖如電路的結(jié)構(gòu)框圖所示，整個電路通過啟動脈沖啟動，電路中要實(shí)現(xiàn)20，05，30，05倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)及交通燈的紅綠黃的轉(zhuǎn)換，如何轉(zhuǎn)換通過狀態(tài)計(jì)數(shù)器控制，一共4個狀態(tài)分別控制4個置數(shù)使倒計(jì)時(shí)計(jì)算器計(jì)數(shù)及顯示時(shí)間，交通燈的顯示是通過狀態(tài)計(jì)數(shù)來控制的，這樣就實(shí)現(xiàn)了整個設(shè)計(jì)的要求。2.2 方案論證這兩個方案都可以用于交通燈控制器的設(shè)計(jì)。但從所學(xué)的知識來說，單片機(jī)我們還未接觸，不甚了解，對于熟悉單片機(jī)編程的人來說可以簡單快捷的設(shè)計(jì)出所需設(shè)計(jì)，可是我不是很了解單片機(jī)，所以不適合用這個方案。方案二恰好涉及了我們所學(xué)的數(shù)模電知識，通過設(shè)計(jì)過程中，我們正好利用所掌握的知識來對電路進(jìn)行分析理解。2.3 方案選擇根據(jù)方案論證，我選擇方案二實(shí)現(xiàn)交通信號燈控制。3 單元模塊設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)3.1.1 脈沖發(fā)生器模塊設(shè)計(jì)秒脈沖發(fā)生器由NE555電路及外圍電路組成，其中R2=10K、R3=100K,C2=10uF的電阻電容值決定了脈沖寬度。使T=(R2+2R3)C1ln2當(dāng)T=1S，即可湊出R2、R3、C2其中C1=0.01uF是為了保持輸出的波形的穩(wěn)定。如圖3-1所示， R2=10K、C2=10uF組成一個串聯(lián)RC充放電電路，在NE555的7腳上輸出一個方波信號，C3上得到一個三角波。此三角波送到NE555的2腳輸入端。由NE555內(nèi)部的比較器和門電路共同作用，維持7腳上的方波信號和3腳上的輸出方波圖3-1秒脈沖發(fā)生器原理圖3.1.2 倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器（74LS192）74LS192的功能說明：74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下圖示。圖3-274LS192圖中為置數(shù)端；UP為加計(jì)數(shù)端；DP為減計(jì)數(shù)端；TCU為非同步進(jìn)位輸出端；TCD為非同步借位輸出端；D0 、D1、 D2 和D3 為計(jì)數(shù)器輸入端；Q0 、Q1、 Q2 和Q3為數(shù)據(jù)輸出端；MR為清零端。74LS192的功能表見下表，說明如下：表3-1當(dāng)清零端MR為高電平“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器直接清零；當(dāng)MR軒低電平則執(zhí)行其他功能。當(dāng)MR為低電平且置數(shù)端也為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)直接從置數(shù)端D0 、D1、 D2 和D3置入計(jì)數(shù)器。當(dāng)MR為低電平且為高電平時(shí)，執(zhí)行計(jì)數(shù)功能。執(zhí)行加計(jì)數(shù)時(shí)，減計(jì)數(shù)端DP接高電平，計(jì)數(shù)脈沖由UP輸入；在計(jì)數(shù)脈沖上升沿時(shí)行8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。執(zhí)行減計(jì)數(shù)時(shí)，加計(jì)數(shù)端UP接高電平，計(jì)數(shù)脈沖由減計(jì)數(shù)端DP輸入。下表為8421碼十進(jìn)制加、減計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。表3-1用74LS192實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)算器：1、個位計(jì)數(shù)器DN接秒脈沖是一個十進(jìn)制的減計(jì)數(shù)器，它的進(jìn)位信號TCD做為十位計(jì)數(shù)器的脈沖，這樣就構(gòu)成了2位十進(jìn)制的減計(jì)數(shù)器。2、要想實(shí)現(xiàn)20，05，30，05計(jì)數(shù)的循環(huán)就要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給計(jì)數(shù)器置數(shù)，使為低電平時(shí)實(shí)現(xiàn)置數(shù),在置數(shù)時(shí)要接上拉電阻及MR接地才能正常工作。3.1.3 狀態(tài)計(jì)數(shù)器（74LS192）用74LS192構(gòu)成的狀態(tài)計(jì)時(shí)器的電路圖如3-3圖3-3狀態(tài)計(jì)數(shù)器1、狀態(tài)計(jì)數(shù)器的脈沖用的是加計(jì)數(shù)的脈沖端UP，它的脈沖是由倒計(jì)時(shí)計(jì)算器的輸出控制的，當(dāng)二個倒計(jì)時(shí)計(jì)算器的輸出都為0時(shí)，UP為0，當(dāng)不都為0是UP為1，發(fā)生上升沿使?fàn)顟B(tài)計(jì)數(shù)器加1。2、考慮到要實(shí)現(xiàn)20，05，30，05需要4個狀態(tài)，因此給4個狀態(tài)分別控制20，05，30，05的置數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器為0100是置為0000。3.1.4 狀態(tài)置數(shù)控制1、根據(jù)真值表可以寫出十位計(jì)數(shù)器的置位端D3D2D1D0及個位計(jì)數(shù)器的置位端D3D2D1D0的邏輯關(guān)系：D3=D2=D3=D1=Q2；D1=；D0=Q1；D2=D0=Q0；2、通過非門和與門將狀態(tài)譯碼為倒計(jì)時(shí)計(jì)算器需要的置數(shù)，使實(shí)現(xiàn)置數(shù)20，05，30，05的控制。圖3-43.1.5 譯碼器電路模塊交通燈的顯示譯碼1、燈亮是一個比較長期的過程而置數(shù)是一瞬間的事情，因此燈亮要在置數(shù)的下一個狀態(tài)，根據(jù)真值表可以寫出燈的邏輯表達(dá)式：L=G=Q0；G=L=Q1Q0；Y=Y=；圖3-5 譯碼電路模塊3.1.6 倒計(jì)時(shí)和交通燈顯示部分模塊BCD碼七段譯碼驅(qū)動器BCD碼七段譯碼器型號有74LS47（共陽）、74LS48（共陰）、CC4511(共陰)等，本設(shè)計(jì)系采用4511BCD碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器，并驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。下圖為4511引腳排列。圖3-6其中：A、B、C、D為BCD碼輸入端；QA 、QB、QC、QD、QE、QF、QG為譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管；為測試輸入端，當(dāng)=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1”；為消隱輸入端，當(dāng)=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0”；LE為鎖定端，當(dāng)LE=“1”時(shí)，譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼器輸出并保持在LE=0時(shí)的數(shù)值，面LE=0為正常譯碼。下表為4511功能表。4511內(nèi)接有上拉電阻，故只需要在輸出端與數(shù)碼管筆段之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過1001時(shí)，輸出全為“0”，數(shù)碼管熄滅。圖3-7七段顯示譯碼器74HC4511功能表1、個位和十位的計(jì)數(shù)器的輸出接七段顯示譯碼器，根據(jù)譯碼器4511的功能表將,接高電平，LE接地使譯碼器正常工作，譯碼器的輸出接七段數(shù)碼管顯示時(shí)間。2、交通燈的顯示：令A(yù)路為南北路，B路為東西路；A路的紅燈和B路的綠燈同時(shí)顯示，A路的綠燈和B路的紅燈同時(shí)顯示，所以的黃燈同時(shí)顯示，根據(jù)此要求接好電路如圖所示：圖3-8交通燈3.2 特殊器件的介紹3.2.1 器件介紹74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下圖示。（圖3-9、3-10）圖3-974LS192邏輯符號及功能表圖3-1074LS192時(shí)序圖分析3.2.2 NE555器件介紹NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號。引腳圖如圖3-8所示:圖3-8 NE555引腳圖NE555功能特點(diǎn)有：1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 2.它的操作電源電壓范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負(fù)載。 4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。B.引腳說明及相應(yīng)參數(shù)：Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 Pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200 mA 。 Pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時(shí)會重置定時(shí)器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -這個接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。 Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時(shí)啟動這個動作。 Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW，對地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對地為高阻抗。 Pin 8 (V +) -這是555個計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。3.2.3 七段發(fā)光二極管器件介紹七段發(fā)光二極管是數(shù)碼管的一種，根據(jù)接法不同分為共陰和共陽兩類，了解其特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。下圖左邊是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。其結(jié)構(gòu)如圖3-9示。圖3-9 七段發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)將多只發(fā)光二極管（LED）的陰極連在一起即為共陰式，而將多只發(fā)光二極管的陽極連在一起即為共陽式。3.2.4 4511BCD碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器詳細(xì)功能介紹見3.1.6圖3-104511BCD譯碼器其端口3為試燈輸入信號，用來檢查數(shù)碼管好壞。端口5為鎖存使能輸入。端口4為滅燈輸出信號,該端既可以作輸入也可以作為輸出。4 系統(tǒng)調(diào)試4.1 調(diào)試環(huán)境Proteus軟件是來自英國Labcenter Electronics公司的EDA工具軟件,Proteus軟件除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖,PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外, 其革命性的功能是,他的電路仿真是互動的,針對微處理器的應(yīng)用,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時(shí)調(diào)試,如有顯示及輸出, 還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器,邏輯分析儀等,不需要別的,Proteus為建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。具有4大功能模塊。u 智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）豐富的器件庫超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙。u ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過27000個仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。 u 獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、等。u 實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺 先進(jìn)的自動布局/布線功能；支持器件的自動/人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理；完整的PCB設(shè)計(jì)功能；可以輸出多種格式文件。 該軟件的主要特點(diǎn)是：集原理圖設(shè)計(jì)、仿真分析（）和印刷電路板設(shè)計(jì)（）于一身?？梢酝瓿蓮睦L制原理圖、仿真分析到生成印刷電路板圖的整個硬件開發(fā)過程。提供幾千種電子元件（分立元件和集成電路、模 擬 和 數(shù) 字 電 路、仿 真模 型和外 形 封 裝。支持大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)以及各種外圍芯片（動態(tài)仿真、調(diào)試器、調(diào)試器、鍵盤和系統(tǒng)仿真等）的仿真。提供各種虛擬儀器，如各種測量儀表、示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。過去需要昂貴的電子儀器設(shè)備、繁多的電子元件才能完成的電子電路、單片機(jī)等實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在只要一臺電腦，都可在該軟件環(huán)境下快速輕松地實(shí)現(xiàn)。4.2 硬件調(diào)試調(diào)試最先開始的是關(guān)鍵的脈沖發(fā)生器，我們通過理論計(jì)算與對仿真環(huán)境相關(guān)的電阻和電容參數(shù)進(jìn)行了調(diào)試，以達(dá)到滿意的方波信號。圖4-1是對3腳輸出的秒脈沖信號的示波器觀測。圖4-1 秒脈沖電路仿真圖通過調(diào)整電阻值，得到理想的方波并取出一個周期的起始時(shí)刻，算出實(shí)際頻率，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較可得：f計(jì)算=0.98HZ，f測=0.94HZ。誤差在可接受范圍，設(shè)計(jì)可行。測量頻率貼近1Hz，說明該秒脈沖發(fā)生器能夠基本實(shí)現(xiàn)發(fā)出周期為1s的脈沖功能。5 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)本節(jié)主要介紹交通燈控制器的相關(guān)功能及參數(shù)。5.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能本系統(tǒng)可完成交通燈控制十字路口交通的功能。開始數(shù)碼管從0秒開始計(jì)數(shù)，同時(shí)綠燈亮；當(dāng)計(jì)時(shí)從20秒到0秒后；數(shù)碼管從5秒開始倒計(jì)時(shí)到 0秒，此時(shí)黃燈亮；同期，另一條馬路的紅燈亮，然后換馬路同樣的亮燈方法，如此循環(huán)。5.2 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試首先先秒脈沖發(fā)生器見圖4-1，圖中C1=0.01UF,C2=10UF。倒計(jì)時(shí)預(yù)置數(shù),通過秒脈沖源給倒計(jì)數(shù)器發(fā)送秒脈沖,倒計(jì)時(shí)器開始倒計(jì)時(shí),驅(qū)動時(shí)間顯示器顯示,并且交通燈也正常運(yùn)行,當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器計(jì)到5s時(shí),我們當(dāng)然同時(shí)可以在時(shí)間顯示器上看到,這時(shí)倒計(jì)時(shí)器驅(qū)動黃燈控制器,使正在亮綠燈方向的黃燈閃爍,當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器計(jì)到0時(shí),驅(qū)動計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器,使倒計(jì)時(shí)器預(yù)置為另一個進(jìn)制,并同時(shí)控制和改變交通燈的顯示,其實(shí)就是計(jì)數(shù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換器既可以完成進(jìn)制轉(zhuǎn)換,也同時(shí)充當(dāng)了交通燈的轉(zhuǎn)換功能.如此往復(fù)循環(huán).最后利用門電路或者譯碼器實(shí)現(xiàn)交通燈信號轉(zhuǎn)換功能。6 結(jié)論本設(shè)計(jì)控制器應(yīng)該由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、譯碼驅(qū)動電路及信號燈等7部分組成秒脈沖發(fā)生器，用555定時(shí)基電路，只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。然后由計(jì)數(shù)器的Q端得到頻率為1Hz的秒脈沖信號，用該脈沖作為減法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。由兩片192組成的減法計(jì)數(shù)器也實(shí)現(xiàn)它實(shí)現(xiàn)的功能，能夠正常實(shí)現(xiàn)每條道路上每次通行時(shí)間為20S.在每次變換通行車道之前，要求黃燈先亮5S，才能變換通行車道。能正常的、即時(shí)顯示功能。用簡單的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)交通燈的控制，這是一大成功之舉！7 總結(jié)與體會通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我思考和解決問題還有動手的能力。現(xiàn)在設(shè)計(jì)已經(jīng)做好了，自己感覺還是比較好的，雖然花了很多的時(shí)間，但學(xué)到了很多東西。做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，自己把整個書本都看了幾遍，增強(qiáng)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(shè)計(jì)