倒計(jì)時(shí)交通燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電子線路與設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說明書題 目交通燈控制器專業(yè)班級電信2班姓 名學(xué)號目錄一、課程設(shè)計(jì)目的和要求 1二、設(shè)計(jì)方案和根本原理 12.1 課程設(shè)計(jì)方案 22.2 課程設(shè)計(jì)原理 3三、電路設(shè)計(jì) 43.1 單元電路設(shè)計(jì) 43.2 輸出指示燈狀態(tài)設(shè)計(jì) 53.3 顯示電路的改良 53.4 主電路設(shè)計(jì) 63.5 整體電路圖及工作原理 73.6 元件清單 9四、電路調(diào)試 10五、設(shè)計(jì)小結(jié) 105.1 心得體會 105.2 作品展示 12六、參考文獻(xiàn) 13、課程設(shè)計(jì)目的和要求要現(xiàn)邏輯功能，在 1-3 狀態(tài)循環(huán)。1、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間 20s。2、南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時(shí)間 20s

2、。3、紅綠燈變換 3 秒前，黃燈處于閃爍狀態(tài)，紅綠燈變換后黃燈熄滅4、采用兩位數(shù)碼管顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)完畢紅綠燈自動變換。、設(shè)計(jì)方案和根本原理2.1課程設(shè)計(jì)方案 、S1-S3使用2個(gè)SR鎖存器，設(shè)置00, 01, 10三個(gè)狀態(tài)，這三種狀態(tài)恰恰對應(yīng)電路中S1、S2 S3三種狀態(tài) 、采用74LS74與外圍元件構(gòu)成脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生脈沖信號。 、使用4個(gè)JK觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)4位計(jì)數(shù)，作為倒計(jì)時(shí)顯示電路用 、采用2個(gè)CD4511和2個(gè)七段數(shù)碼管作為倒計(jì)時(shí)顯示電路。萬案一 、由D觸發(fā)器74LS74與外圍元件構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，用于 S1、S2狀態(tài)切換S1、S2正好是相反的狀態(tài)。D觸發(fā)器是邊沿觸發(fā)器，能夠?qū)?/p>

3、現(xiàn) 5、6管腳同 時(shí)轉(zhuǎn)換，即東西路和南北路的同時(shí)變換。 、黃燈閃爍電路可以采用NE555振蕩電路實(shí)現(xiàn)，接收到控制端的信號，NE555的第4管腳得電開場工作，第三腳可輸出脈沖信號，并且調(diào)整C6或R23可以改變閃爍頻率。 采用74LS192作為倒計(jì)時(shí)控制器件，其輸出端可直接作為信號燈變化信號方案比照萬案工程實(shí)現(xiàn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) S1-S32個(gè)鎖存器簡單電平觸發(fā)，與時(shí)鐘信號不匹配、無法實(shí)現(xiàn)閃爍功能脈沖發(fā)生器觸發(fā)器信號穩(wěn)定價(jià)格較咼、電路構(gòu)造復(fù)雜計(jì)數(shù)電路4個(gè)JK觸發(fā)器復(fù)雜二二二 S1-S31個(gè)D觸發(fā)器邊沿觸發(fā)，與和一個(gè)簡易脈沖信號發(fā)生器時(shí)鐘信號匹配，控制精度高脈沖發(fā)生器NE555簡易信本錢低容易實(shí)脈沖信號精

4、度稍號發(fā)生器現(xiàn)頻率微調(diào)差些計(jì)數(shù)電路2個(gè)74192計(jì)數(shù)容易處理，可器顯示數(shù)值綜合考慮，為使電路簡化、運(yùn)行穩(wěn)定，選用方案二。2.2課程設(shè)計(jì)原理任務(wù)要際上就是3個(gè)狀態(tài)，不妨設(shè):S1、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時(shí)間20s；S2南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時(shí)間20s；S3黃燈閃爍，時(shí)間3s?！颈?】主電路狀態(tài)與指示燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換主電路S1RS1GS2YS3RS3G狀態(tài)S111S21S311燈數(shù)南北R= 2東西G = 2東南西北丫=4東西R = 2南北G = 2注:R, G，丫二紅，綠，黃燈。根據(jù)【表1】可知，設(shè)計(jì)電路只需要3組輸出端控制指示燈，指示燈都是以2個(gè)或4個(gè)一組?？傆?jì)需要4 3 12個(gè)燈三

5、、電路設(shè)計(jì)3.1單元電路設(shè)計(jì)1 Hz時(shí)鐘信號D邊沿觸發(fā)器構(gòu) 成的臥穩(wěn)態(tài)電路南北紅燈 東西綠燈11汁時(shí)器輸山控制20W 位偷出為00南北綠燈 東聊紅燈；i lJ- Mm 丨振蕩電路>黃燈閃爍a jaa總體模塊設(shè)計(jì)1時(shí)鐘模塊：采用NE555和RC電路組成振蕩電路，產(chǎn)生1HZ時(shí)鐘信號。2、計(jì)時(shí)器模塊：使用2個(gè)帶預(yù)置數(shù)的十進(jìn)制計(jì)時(shí)器 74LS192構(gòu)成20秒倒計(jì) 時(shí)計(jì)時(shí)器。3、顯示模塊：采用2個(gè)CD4511作為譯碼器，將74LS192輸出的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn) 化為BCD碼，通過七段數(shù)碼管顯示出具體數(shù)值。4、紅綠燈轉(zhuǎn)換模塊：D邊沿觸發(fā)器和其他元件構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，每接收一個(gè)脈沖，紅綠燈即交替一次。5、黃燈

6、閃爍模塊：NE555構(gòu)成振蕩電路，檢測到03 02 01時(shí)，輸出脈沖信號，黃燈處于閃爍狀態(tài)。3.2輸出指示燈狀態(tài)設(shè)計(jì)顯示電路S3RS2YS1CSIRS3?按照【表1】，畫出顯示電路設(shè)想控制電路，如上圖，這個(gè)電路有 5個(gè)輸入端，只要按照要求輸入信號，可以到達(dá)設(shè)計(jì)要求3.3顯示電路的改良由設(shè)想電路和狀態(tài)表可以看出南北路紅燈和東西路綠燈總是同時(shí)點(diǎn)亮和熄滅，南北路 綠燈和東西 路紅燈也總 是同時(shí)電路 和熄滅，因 此電路的輸 入控制端可 以簡化為3 個(gè)，如右圖S1-一Or 彳0¥西S1 S2 S3S1所示。3.4主電路設(shè)計(jì) 、主電路實(shí)現(xiàn)S1-SMS3狀態(tài)的轉(zhuǎn)換, 、電路轉(zhuǎn)換條件是時(shí)間，電路中需

7、要時(shí)鐘控制，即時(shí)序邏輯控制電路 、實(shí)現(xiàn) S1= 20S S2= 3S, SA 20S3.5整體電路圖及工作原理1總原理圖電路完整工作過程描述總體工作原理3、74LS192工作狀態(tài)以及狀態(tài)分析74LS192X作狀態(tài)個(gè)位7419277419267419227419237419274192BQ3Q2Q1Qo數(shù)碼管B00000000111001021001131010040101501106011171000810019注：不填二074192(2工作狀態(tài)十位7419277419267419227419237419274192BQ3Q2Q1Q0數(shù)碼管B00000100011注：不填二0(1) 計(jì)數(shù)模塊值

8、為01 02 03時(shí)，黃燈閃爍，根據(jù)上面表格可以看出對于個(gè)位 假 設(shè)B值是低電平有效那么有：B= Q3 + Q2對于十位數(shù)，那么 B= Q1 + Qg因此B= Q3個(gè)位+ Q2個(gè)位+ Qi十位+ Q。十位在電路中可采用4個(gè)二極管1N4148電路圖中的Di、D4、D5、D6丨作為或門 電路。(2) 計(jì)數(shù)模塊為00時(shí)，紅綠燈交替，這個(gè)功能可以不按照真值表來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)?74LS192有借位輸出端，作用是當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)數(shù)值變?yōu)?0時(shí)，借位會輸出低電平，所 以只要個(gè)位和十位借位輸出端都是 0，那么意味著此時(shí)計(jì)數(shù)器為00,控制原理即為借位輸出端控制20秒復(fù)位和紅綠燈交替變換即可3.6元件清單元件符號型號數(shù)量二極

9、管D1-D61N41486發(fā)光二極管L3 L4 L7 L8紅色4發(fā)光二極管L1 L2 L5 L6綠色4發(fā)光二極管L9 L10 L11 L12黃色4三極管VT1-480504色環(huán)電阻R1-1468014色環(huán)電阻R155.1K1色環(huán)電阻R16 R19 R21 R2710K4色環(huán)電阻R17 R20 R24 R261K4色環(huán)電阻R18100K1色環(huán)電阻R22 R291002色環(huán)電阻R23510K1色環(huán)電阻R253.3K1色環(huán)電阻R285101電解電容C1 C3 C510uF3電解電容C60.47uF1電解電容C7100uF1瓷片電容C2 C41032L_L心片U1 U2CD45112-hR l_L 心

10、片U3 U474LS1922-hR l_L 心片U5 U7NE5552-hR l_L 心片U674LS741管座DIP82管座DIP141管座DIP164數(shù)碼管DS1 DS22穩(wěn)壓電路U878051四、電路調(diào)試仿真使用multisim軟件。由于本電路構(gòu)造復(fù)雜，元件繁多，難以一步到位、 調(diào)試成功，為了更容易到達(dá)仿真效果，可以采用分步調(diào)試的方法。1當(dāng)計(jì)數(shù)器顯示00時(shí)候，紅綠燈交替變換。vcc9.0V2NS7ORATED74LS1920VCC9JVVCC9CV2N3?O774LS74Df BCFD7R1 -WV- ?1kOR1G imnirQ.OlyF*-LuBcu?iDI?T.JTRTQk9：T:

11、ii-LDAC4511 HO 5VHF阿F4511BD 5V-¥«-呼 5 WVCC TOhD'R11T4LS192DLEDB51QQ3-e1&i】口 -pfc?O'1vccr<1*Q0|i '07誦呂TIMERRATEDFCT 葉*irT7I2NJ70TKFt1QlOfcOC2豐血®Foitcia 22|FVCCr噸74LS142DVCCVCC凹mi-AMr-5.ikn9 OVVCC4!S11Bn !VVCCRB 1k£QiXIrLI hfl他HUqjT c|-|76i= 12or-&rgLTi74511QD SVLED42NJ7077418 MO_X_R11UkDR4510 口9 0V2、當(dāng)計(jì)數(shù)器顯示03 02 01時(shí)候，黃燈閃爍。3、最后將2個(gè)分步仿真合并在一起，得到完整的仿真電路。U1D在仿真電路中實(shí)現(xiàn)了電路的所有功能，只是由于仿真軟件仿真局限性無法實(shí)現(xiàn)二極管分立元件組成的或門電路，所以在仿真電路中用74LS08代替了五、設(shè)計(jì)小結(jié)5.1心得體會在設(shè)計(jì)過程中，我第一次綜合的運(yùn)用了如此多的軟件，設(shè)計(jì)過程中不自覺的 熟練地掌握了不少技巧，為了完成設(shè)計(jì)查閱了大量的資料，認(rèn)真學(xué)習(xí)了很多元器 件的工作原理，雖然有些沒有完全用得上，但我也意識到這也是本次設(shè)計(jì)的收獲。在設(shè)計(jì)中，也感覺到自己學(xué)識的淺薄