汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)與仿真

1、唐唐 山山 學(xué)學(xué) 院院 數(shù)字?jǐn)?shù)字電電子技子技術(shù)術(shù) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題題 目目 汽汽車車尾燈控制尾燈控制電電路的路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與仿真與仿真 系系 (部部) 信息工程系信息工程系 班班 級(jí)級(jí) 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 成成鳳鳳敏敏 2012 年年 7 月月 9 日至日至 7 月月 13 日日 共共 1 周周 2012 年年 7 月月 13 日日 數(shù)字?jǐn)?shù)字電電子技子技術(shù)術(shù) 課課程程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任任務(wù)書務(wù)書 一、一、設(shè)計(jì)題設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容及要求目、內(nèi)容及要求 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)與仿真 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容： 汽車尾燈兩側(cè)各有 3 個(gè)指示燈，汽車運(yùn)行時(shí)具有如下模式：

2、汽車正向行使時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈全部處于熄滅狀態(tài)。 汽車右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，右側(cè)的 3 個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮。 汽車左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左側(cè)的 3 個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮。 汽車臨時(shí)剎車時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)處于閃爍狀態(tài)。 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)汽車尾燈控制電路，并實(shí)現(xiàn) 4 種模式下的顯示功能。 用 multisim 進(jìn)行電路仿真。 撰寫設(shè)計(jì)說明書。 二、二、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原始原始資資料料 multisim 仿真軟件、課件、芯片資料。 三、要求的三、要求的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)成果（成果（課課程程設(shè)計(jì)說設(shè)計(jì)說明明書書、 、設(shè)計(jì)實(shí)設(shè)計(jì)實(shí)物、物、圖紙圖紙等）等） 課程設(shè)計(jì)說明書、仿真電路圖。 四、四、進(jìn)進(jìn)程安排程安排

3、 周 1 講解整個(gè)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，查閱相關(guān)資料，畫出整體電路； 周 2、3 進(jìn)行仿真并調(diào)試； 周 4 撰寫課程設(shè)計(jì)任務(wù)書； 周 5 課程設(shè)計(jì)答辯并提交設(shè)計(jì)說明書。 五、主要參考五、主要參考資資料料 1 付家才電子工程實(shí)踐技術(shù)北京：北京工業(yè)出版社，2003 2 畢滿清電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 3 閻石主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2009 4 丁潤濤主編電子工程手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師（ （簽簽名）：名）：教研室主任（教研室主任（簽簽名）：名）： 課課程程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)成成績(jī)?cè)u(píng)績(jī)?cè)u(píng)定表定表 出勤天數(shù) 出勤 情況 缺勤天數(shù)

4、出勤情況及設(shè)計(jì)過程表現(xiàn)（20 分） 課設(shè)答辯（20 分） 設(shè)計(jì)成果（60 分） 成 績(jī) 評(píng) 定 總成績(jī)（100 分） 提問 （答辯） 問題 情況 綜 合 評(píng) 定 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目 錄 1 引言.1 1.1 設(shè)計(jì)目的.1 1.2 設(shè)計(jì)背景.1 2 設(shè)計(jì)原理.3 3 總體設(shè)計(jì).4 3.1 單元電路設(shè)計(jì).4 3.1.1 秒脈沖產(chǎn)生電路.4 3.1.2 十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器.5 3.1.3 分頻器電路的設(shè)計(jì).6 3.1.4 直流穩(wěn)壓電源.8 3.1.5 信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì).9 3.1.6 白天夜間模式切換的設(shè)計(jì).9 3.1.7 交通燈邏輯控制電路.10 3.2 時(shí)序仿真結(jié)果.12 4 設(shè)計(jì)總

5、結(jié).16 參考文獻(xiàn).17 附錄 1 器件明細(xì)表.錯(cuò)誤！未定義書簽。 附錄 2 仿真電路圖.19 1 引言 1.1 設(shè)計(jì)目的的 學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的數(shù)字電子技術(shù)課程，這次的課程設(shè)計(jì)主要綜合了解與 運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過這次課程設(shè)計(jì)來檢查這一學(xué)期的學(xué)習(xí)狀況。通過制作來了 解交通燈控制系統(tǒng)，了解譯碼器、計(jì)數(shù)器、寄存器芯片的作用。 交通燈控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)城市交叉路口紅綠燈的控制。在現(xiàn)代化的大城市 中，十字交叉路口越來越多，在每一個(gè)交叉路口都需要有一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間間隔和 轉(zhuǎn)換順序，這就需要一個(gè)安全、自動(dòng)的系統(tǒng)對(duì)紅、黃、綠的轉(zhuǎn)化進(jìn)行管理。本次 的設(shè)計(jì)就是基于此目的進(jìn)行的。 設(shè)計(jì)交通信號(hào)控制燈要求某方向綠燈點(diǎn)亮

6、20 秒，然后黃燈點(diǎn)亮 4 秒，最后紅 燈點(diǎn)亮 24 秒。在該方向?yàn)榫G燈和黃燈點(diǎn)亮期間，另一方向紅燈點(diǎn)亮。 如果以 4 秒作為時(shí)間計(jì)量單位，則某一方向綠、黃、紅三種指示燈點(diǎn)亮的時(shí)間比例為 5：1：6。 從點(diǎn)亮要求可以看出，有些輸出是并行的：如南北方向綠燈亮?xí)r，東西方向 紅燈亮；南北方向黃燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向綠 燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向黃燈亮。信號(hào)燈采用 led 紅、綠、黃發(fā)光二 極管模擬。 夜間工作方式 南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動(dòng)一次。其它燈不亮。要求設(shè)置一個(gè)手動(dòng) 開關(guān)，用它控制白天和夜間工作方式。 1.21.2 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 隨著世界范圍內(nèi)城市

7、化和機(jī)動(dòng)化進(jìn)程的加快，城市交通越來越成為一個(gè)全球 化的問題。城市交通基礎(chǔ)設(shè)施供給滯后于高速機(jī)動(dòng)化增長需求，道路堵塞日趨加 重，交通事故頻繁，環(huán)境污染加劇等問題普遍存在。目前，全國大中城市普遍存 在著道路擁擠、車輛堵塞、交通秩序混亂的現(xiàn)象，交通事故頻發(fā)，這給人民的生 命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的損失。如何解決城市交通問題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn) 和大眾的迫切呼聲。探究城市交通發(fā)展中存在問題的原因，無論是從宏觀上還是 從微觀上分析，其根本原因在于城市交通系統(tǒng)的管理機(jī)制不適應(yīng)。 城市交通控制系統(tǒng)（utc ，urban traffic control system）是現(xiàn)代城市智 能交通系統(tǒng)（idj ，inte

8、lligent transport system）的組成之一，主要用于城 市道路交通的控制與管理。城市平交路口實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)控制是城市交通管理現(xiàn)代 化的基本標(biāo)志之一，是提高交通管理效能的重要技術(shù)手段。路口信號(hào)控制器是控 制交叉路口交通信號(hào)的設(shè)備，它是交通信號(hào)控制的重要組成部分。各種交通控制 方案，最終都要由路口信號(hào)控制器來實(shí)現(xiàn)。為了確保十字路口的行人和車輛順利、 暢通地通過,往往采用電子控制的交通信號(hào)來進(jìn)行指揮。伴隨著社會(huì)的發(fā)展以及人 類生活水平的提高,汽車的數(shù)量在不斷增加。 multisim10 是一款知名的 eda 仿真軟件，由加拿大 iit、公司于 2007 年推出 最新版本。在 wind

9、ows 環(huán)境下，multisim10 軟件有一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境， 它將原理圖的創(chuàng)建、電路的測(cè)試分析、結(jié)的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗 口中。在搭建實(shí)際電路之前，采用 multisim10 仿真軟件進(jìn)行虛擬測(cè)試，可使實(shí)驗(yàn) 方法和實(shí)驗(yàn)手段現(xiàn)代化，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)容量，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更完備，提高了實(shí)驗(yàn)效率， 節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)資源。multisim10 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真分析的基本步驟為：設(shè)計(jì)創(chuàng) 建仿真電路原理圖電路圖選項(xiàng)的設(shè)置使用仿真儀器設(shè)定仿真分析方法啟 動(dòng) multisim10 仿真。 因此本次課設(shè)能深入了解交通信號(hào)燈的應(yīng)用原理，更好的掌握所學(xué)知識(shí)，將 理論聯(lián)系實(shí)際，而且在實(shí)際操作中培養(yǎng)自己的實(shí)際動(dòng)手

10、能力，將理論應(yīng)用與實(shí)際 生活中。 2 設(shè)計(jì)原理 設(shè)計(jì)交通信號(hào)控制燈要求白天的工作方式如圖 2-1： 夜晚的工作方式是：南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動(dòng)一次，其他燈不亮， 因此總的設(shè)計(jì)框圖如圖 2-2： 根據(jù)交通燈的性能要求以及整體電路圖，設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)的交通燈電路。 圖 2-1 信號(hào)指示燈白天點(diǎn)亮流程圖 南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 5t 南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮 1t 圖 2-2 整體電路設(shè)計(jì)框圖 東西信號(hào)燈南北信號(hào)燈 組合邏輯電路 十二

11、進(jìn)制計(jì)數(shù)器 四分頻器秒脈沖產(chǎn)生電路 系統(tǒng)電源 工作方式控制開關(guān) 3 總體設(shè)計(jì) 3.1 單元電路設(shè)計(jì) 3.1.1 秒脈沖產(chǎn)生電路 由于黃燈點(diǎn)亮?xí)r按秒閃動(dòng)以及時(shí)間顯示按秒倒計(jì)時(shí)，所以需要設(shè)計(jì)秒脈沖產(chǎn) 生電路。秒脈沖產(chǎn)生電路實(shí)際就是一個(gè)多諧振蕩電路，它可以是用門電路和電阻、 電容組成的多諧振蕩電路，也可以是用定時(shí)器555和電阻、電容組成的多諧振蕩器。 為了電路簡(jiǎn)單和調(diào)節(jié)振蕩周期方便，選擇用555定時(shí)器組成多諧振蕩器。其中由 555構(gòu)成本次課設(shè)的1秒脈沖電路如圖3-1所示： 振蕩周期與頻率的計(jì)算公式為：t=(r1+2r2)cln2=0.7(r1+2r2)c,電源電壓為 vcc=5v，其中電路圖中 c1

12、的作用是防止電磁干擾對(duì)振蕩電路的影響，一般選用 0.01f 的瓷片電容。再次課程設(shè)計(jì)中要求輸出 t=1s，選取電容為 c=10f，r1=560k，根據(jù)振蕩周期計(jì)算，選擇電阻 r2=434k。由于存在系統(tǒng)誤 差，經(jīng)調(diào)試取 r2=432k。 在multisim中進(jìn)行仿如圖3-2： 圖 3-1 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器原理圖 vcc u2 lm555cm gnd 1 dis 7 out 3 rst 4 vcc 8 thr 6 con 5 tri 2 r1 432 r2 560 c2 1uf c3 10nf 55 00 52 44 xsc1 a b ext trig + + _ _ + _ 1 0

13、 圖 3-2 555 多諧振蕩器仿真圖 從圖3-2中可以看出t=1.034s，這與要求相符。 3.1.2 十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 由信號(hào)燈白天點(diǎn)亮流程圖可以得知，任何方向的信號(hào)燈的一個(gè)工作循環(huán)為十 二進(jìn)制（綠、黃、紅時(shí)間比例為5：1：6），因此需要設(shè)計(jì)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，循環(huán) 工作控制白天信號(hào)燈的點(diǎn)亮。因此，用移位寄存器組成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，擬選用8 位串入并出移位寄存器74ls164。用74ls164組成的12進(jìn)制扭環(huán)型計(jì)數(shù)器電路 ，其 電路圖如圖3-3所示。 3.1.3 分頻器電路的設(shè)計(jì) 上述十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)間單位為4秒，即它的cp脈沖為4秒。為了使整體電 路工作步調(diào)一致，4秒脈沖應(yīng)該利用秒脈沖經(jīng)分頻

14、獲得，這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)4分頻 器電路。秒脈沖經(jīng)4分頻后得到4秒脈沖，將其作為十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的cp脈沖。本 次課程設(shè)計(jì)使用兩個(gè)d觸發(fā)器組成4分頻器電路。 74ls74 是內(nèi)有兩個(gè) d 觸發(fā)器的 ttl 集成電路，將每一觸發(fā)器接成觸發(fā)器， 兩級(jí)串聯(lián)就實(shí)現(xiàn) 4 分頻，即輸入 1s 脈沖，輸出 4s 脈沖。 cpdqn+1 0xqn 100 111 表 3-1 74ls74 真值表 vcc qh qg qf qe rd cp a b qa qb qc qd gnd 14 1 74ls164 8 7 圖3-3 74ls164引腳圖 圖 3-4 四分頻的電路原理圖 在multisim中進(jìn)行仿如圖3-5：

15、從圖中可以看出由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器將1s脈沖輸送給2分頻d觸發(fā)器， 兩級(jí)串聯(lián)就實(shí)現(xiàn)4分頻，即輸入1s脈沖，輸出4s脈沖。由示波器得t=4.095s，這與 要求相符。 圖 3-5 4 分頻器電路的輸出波形 3.1.4 直流穩(wěn)壓電源 直流穩(wěn)壓電源包括變壓器降壓、二極管（或整流橋）整流、電容濾波、集成 穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓四部分。作為一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源是必不可少的。本 次課設(shè)設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制電路需要使用穩(wěn)定的5v直流穩(wěn)壓電源來驅(qū)動(dòng)各芯片 使電路其正常工作。因此需要設(shè)計(jì)輸出為5v的直流穩(wěn)壓電源。通過變壓器將市電 降壓到交流9v，在通過整流橋整流濾波和穩(wěn)壓塊7805得到直流5v電壓。直

16、流穩(wěn)壓 電源的任務(wù)是為整體電路提供直流電源。故穩(wěn)壓電源電路的輸出電壓值和輸出電 流值應(yīng)滿足整體電路的需要。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)電路如圖3-6所示。 在multisim中進(jìn)行仿真如下圖： 圖 3-6 直流穩(wěn)壓電源原理圖 如圖 3-7 所示通過變壓器將市電降壓到交流 9.021v，在通過整流橋整流濾波 和穩(wěn)壓塊 7805 得到直流 4.956v 電壓，在允許范圍與要求相符。 3.1.5 信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 本次課程設(shè)計(jì)選擇使用基本共射放大電路對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其點(diǎn)亮。 其設(shè)計(jì)電路如下圖所示： 對(duì)此基本共射放大電路進(jìn)行設(shè)計(jì)幾參數(shù)的選擇： 電源電壓：vcc=5v； 集電極直流負(fù)載電阻 rc的計(jì)

17、算與確定：電路的直流輸出回路電壓方程為： uce=vcc-icr1，發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓大概是 0.7v 左右，一般發(fā)光管的驅(qū)動(dòng)電流 取10ma20ma，大功率白光二極管可以到 300ma（1w）600ma（2a)。此次課 設(shè)所用的二極管電流為 10ma20ma，則選取 uce=0.4v，根據(jù)電路的直流輸出回 路電壓方程計(jì)算得：r1=260，其功率：wrc=r1urc=5.2mw 則選取 r1=260 的電 阻即可。 rb的阻值計(jì)算與確定：ibq=icq/=20/80=0.25ma，確定 rbvcc/ibq=5k 為 統(tǒng)一選取，則 rb取 r1=5k 電阻。 3.1.6 白天夜間模式切換的設(shè)計(jì)

18、 為了使實(shí)驗(yàn)在一次課時(shí)間內(nèi)完成，本設(shè)計(jì)中白天與夜間的轉(zhuǎn)換開關(guān)為手動(dòng)開 關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中可以設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。 用光敏電阻或光敏二極管、光敏三極管組成光亮度檢測(cè)電路，光亮度檢測(cè)電 路檢測(cè)的電信號(hào)送入滯回電壓比較器，滯回電壓比較器根據(jù)光亮度輸出高低電平 圖 3-8 發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電路 圖 3-7 直流穩(wěn)壓電源 的仿真圖 信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)延時(shí)電路后（可用單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)），作為白天與夜間的自動(dòng) 轉(zhuǎn)換開關(guān)。這樣當(dāng)天黑以后經(jīng)一段延時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)成夜間工作方式。第二天天 量后經(jīng)一段延時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成白天工作方式。在本次課程設(shè)計(jì)中選擇使用手 動(dòng)切換白天與夜晚模式的選擇。 由經(jīng)過修改之后的組合邏輯電路輸出

19、與輸入的表達(dá)式可以看出，白天與夜間 模式的轉(zhuǎn)換由 74ls164 的 rd引腳控制。當(dāng) rd=1 時(shí)為白天工作模式，rd=1 時(shí)為 夜晚工作模式。 根據(jù)此次電路設(shè)計(jì)要求，以上為所有基本電路的單元電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 3.1.7 交通燈邏輯控制電路 邏輯控制電路是本設(shè)計(jì)的核心電路，由它控制交通信號(hào)燈按要求方式點(diǎn)亮(一 般經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路去控制信號(hào)燈)。根據(jù)白天信號(hào)燈的點(diǎn)亮要求，將時(shí)序邏輯電路的輸 出作為組合邏輯電路的輸入，而組合邏輯電路的輸出給信號(hào)燈的驅(qū)動(dòng)電路。夜晚 工作方式也需要組合邏輯電路的功能以及秒脈沖通過與門實(shí)現(xiàn)。組合邏輯電路的 真值表如圖所示： 根據(jù)上圖真值表寫出組合邏輯電路輸出與輸入的表達(dá)式，

20、經(jīng)化簡(jiǎn)得： feq qnsg feq qewg feq qnsy feq qewy f qnsr f qewr 由上述表達(dá)式可以看出，組合邏輯電路用到兩個(gè)非門，四個(gè)兩輸入與門。因 cp d n 1 q 0 x n q 1 0 0 1 1 1 此非門選用 ttl 集成門 74ls04，與門選用 ttl 集成門 74ls08。 當(dāng)然，以上僅是考慮白天工作方式時(shí)的情況。下面將介紹白天和夜間綜合考 慮的情況，綜合考慮后，表達(dá)式需要修改，則門電路也需要作響應(yīng)的修改。 黃燈點(diǎn)亮的按秒閃動(dòng)，將在下面考慮。 白天和夜間綜合考慮組合邏輯電路表達(dá)式和門電路的修改 按設(shè)計(jì)要求，夜間僅有南北和東西方向的黃燈點(diǎn)亮，而其

21、它燈熄滅。為此， 在夜間應(yīng)使 74ls164 停止循環(huán)工作，即通過開關(guān)將 74ls164 的接地，使 d r 74ls164 的所有 q 端全部清零。白天為高電平，74ls164 循環(huán)工作。 d r 表 3-2 74ls74 真值表 由 74ls164 組成的 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路中的開關(guān)就是白天、夜間控制開關(guān)。 在夜間由于使所有的 74ls164 的 q 端清零，因此會(huì)出現(xiàn)以下問題：0 d r (1) ，由于夜間 q 端均為低電平，則 nsg 為高電平，即南北綠 feq qnsg 燈點(diǎn)亮，顯然這是不允許的，所以 nsg 的表達(dá)式需要修改； (2) ，由于夜間 q 端均為低電平，則 ewr 為

22、高電平，即東西紅燈 f qewr 點(diǎn)亮，顯然這是不允許的，所以 ewr 的表達(dá)式需要修改； (3) 由于夜間 、均為低電平時(shí)，則 nsy、ewy 為低電平， feq qnsy e q f q 即南北和東西方向的黃燈不能點(diǎn)亮，顯然這是不允許的，所以 nsy、ewy 的表達(dá) 式需要修改。 上述三個(gè)問題不符合信號(hào)燈的點(diǎn)亮要求。解決辦法如下： (1) 在夜間由于,將原兩輸入與門改為三輸入與門。那么在夜間由0 fe qq 于，則，即夜間南北綠燈不點(diǎn)亮；在白天由于，則0 d r0nsg1 d r 即南北綠燈按白天工作方式點(diǎn)亮 fefed qqqqrnsg (2) 在夜間由于,的解決方法：令，即將0 f q

23、1 f qewr fdq rewr ewr 與之間的連線改為額兩輸入的與門。那么，在夜間由于，則 f q0 d r ，即夜間東西紅燈不亮；而在白天，則，即東0ewr1 d r ffd qqrewr 西方向紅燈按白天工作方式點(diǎn)亮。 雖然，在夜間由于，則，即南北紅燈不亮。但為了 f qnsg 0 f q0nsg 對(duì)稱也將其修改為。 fdq rnsg (3)在夜間由于，使均為 0 的解決方法：使0 fe qq feq qnsy ，即將原來德兩輸入與門改為在與門之后增 dfe rqqnsy fed qqrewy 加一級(jí)兩輸入或門，另一個(gè)輸出端為原來兩輸入與門的輸出(的輸出或 feq q 的輸出)。那么

24、在夜間由于，則，即南北和東西 feq q0, 1 dd rr1 ewynsy 方向的黃燈點(diǎn)亮；而在白天由于，則，1, 0 dd rr efd qqrnwy ，各方向的燈按白天工作方式點(diǎn)亮。 fefed qqqqrnwy 經(jīng)過修改之后的組合邏輯電路輸出與輸入的表達(dá)式為： dfe rqqnsg dfe rqqewg dfe rqqnsy dfe rqqewy dfr qnsr dfr qewr 在此次邏輯電路的設(shè)計(jì)過程中用到的芯片有： 74ls04，74ls08，74ls32，74ls11。 74ls04 為六組輸入與門；74ls08 為四組二輸入與門；74ls32 為四組二輸入 或門；74ls1

25、1 為三組三輸入或門。各個(gè)芯片的驅(qū)動(dòng)電壓均為+5v。 根據(jù)各芯片外部引腳不，選擇合適位置的引腳，連接電路。其邏輯控制原理 電路如圖 3-9 所示： 3.2 時(shí)序仿真結(jié)果 1 白天工作方式 交通燈從點(diǎn)亮要求可以看出，有些輸出是并行的：如南北方向綠燈亮?xí)r，東 西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮?xí)r，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西 方向綠燈亮；南北方向紅燈亮?xí)r，東西方向黃燈亮。信號(hào)燈采用 led 紅、綠、黃 發(fā)光二極管模擬。 圖 3-9 邏輯控制原理圖 r3 220 r4 220 r5 220 r6 220 r7 220 r8 220 led6led7 led1led2 led3led4 q1q2q

26、3q4 q5 q6 r9 5k r10 5k r11 5k r12 5k r13 5k r14 5k u3a 74ls11n & u4a 74ls11n & u5a 74ls08n & u6a 74ls08n & u7a 74ls08n & u8a 74ls08n & 31 3029282725 0 0 0 0 00 21 20 19181716 15 14 1312 1110 98 76 54 南北方向綠燈點(diǎn)亮20秒后黃燈點(diǎn)亮，如圖4-3所示： r3 220 r4 220 r5 220 r6 220 r7 220 r8 220 led6led7 led1led2 led3led4 q1q2q

27、3q4 q5 q6 r9 5k r10 5k r11 5k r12 5k r13 5k r14 5k u3a 74ls11n & u4a 74ls11n & u5a 74ls08n & u6a 74ls08n & u7a 74ls08n & u8a 74ls08n & 31 3029282725 0 0 0 0 00 21 20 19181716 15 14 1312 1110 98 76 54 南北方向黃燈點(diǎn)亮4秒后，紅燈亮。東西方向紅燈滅，綠燈亮。如圖4-4所示： r3 220 r4 220 r5 220 r6 220 r7 220 r8 220 led6led7 led1led2 led

28、3led4 q1q2q3q4 q5 q6 r9 5k r10 5k r11 5k r12 5k r13 5k r14 5k u3a 74ls11n & u4a 74ls11n & u5a 74ls08n & u6a 74ls08n & u7a 74ls08n & u8a 74ls08n & 31 3029282725 0 0 0 0 00 21 20 19181716 15 14 1312 1110 98 76 54 圖 4-3 東西方向紅燈亮南北方向黃燈亮 圖 4-2 東西方向紅燈亮南北方向綠燈亮 圖 4-4 東西方向綠燈亮南北方向紅燈亮 東西方向綠燈點(diǎn)亮20秒后黃燈點(diǎn)亮，如圖4-5所示：

29、r3 220 r4 220 r5 220 r6 220 r7 220 r8 220 led6led7 led1led2 led3led4 q1q2q3q4 q5 q6 r9 5k r10 5k r11 5k r12 5k r13 5k r14 5k u3a 74ls11n & u4a 74ls11n & u5a 74ls08n & u6a 74ls08n & u7a 74ls08n & u8a 74ls08n & 31 3029282725 0 0 0 0 00 21 20 19181716 15 14 1312 1110 98 76 54 2 夜間工作方式 南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動(dòng)一

30、次，其它燈不亮，如圖4-6。設(shè)置一個(gè) 手動(dòng)開關(guān)，用它控制白天和夜間工作方式。 r3 220 r4 220 r5 220 r6 220 r7 220 r8 220 led6led7 led1led2 led3led4 q1q2q3q4 q5 q6 r9 5k r10 5k r11 5k r12 5k r13 5k r14 5k u3a 74ls11n & u4a 74ls11n & u5a 74ls08n & u6a 74ls08n & u7a 74ls08n & u8a 74ls08n & 31 3029282725 2423 0 0 0 0 00 21 20 19181716 15 14 1

31、312 1110 98 76 54 圖3-10是用示波器對(duì)4分頻器、555定時(shí)器組成的多諧振蕩器進(jìn)行的仿真圖，從 圖中可以看出4分頻器的周期是555定時(shí)器組成的多諧振蕩器周期的4倍。 圖 4-5 東西方向黃燈亮南北方向紅燈亮 圖 4-6 交通燈夜晚工作圖 圖3-10 白天模式時(shí)序仿真圖 4 4 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 這次課設(shè)終于順利完成了，在課設(shè)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問，最后在老師的 指導(dǎo)下，終于迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我們也學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，在 此我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示衷心 的感謝！ 通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手，思考和解決問題的能力。在這次課

32、程 設(shè)計(jì)中遇到了各種各樣的問題，經(jīng)常遇到這樣那樣的情況，也在設(shè)計(jì)的過程中發(fā) 現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固，因 此在這上面耗費(fèi)的時(shí)間用去很多。 做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平 時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所 以在這次課程設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步加深了對(duì)數(shù)字電路的了解，讓我對(duì)它有了更加濃厚 的興趣，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn) 識(shí)。比如一些芯片的功能，通過動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件的印象深刻。認(rèn)識(shí)來 源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

33、所以這 個(gè)課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的，同時(shí)通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與 實(shí)際結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí) 踐結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng) 手能力和獨(dú)立思考能力。此次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了許多可能學(xué)不到的東西，比如多利 思考解決問題的能力，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，我們都受益 匪淺，不僅了解自己的不足，而且深刻的體會(huì)到合作的重要性，兩個(gè)人共同探討， 可以使問題變得比預(yù)料的簡(jiǎn)單化，避免走歧路，在整個(gè)過程中我們的指導(dǎo)老師起 著舉足輕重的作用，老師的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度是我們成功的前提。 參考文獻(xiàn) 1 付家才電子工程實(shí)踐技術(shù)北京：北京工業(yè)出版社，2003 2 畢滿清電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 3 閻石主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2009 4 丁潤濤主編電子工程手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 5 唐贛主編multisim 10&ultiboard 10原理圖仿真與pcb設(shè)計(jì)北京：電子工業(yè)工業(yè)出 版社，2008 6 郭鎖利主編基于multisim 9的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、