倒計時交通燈課程設(shè)計

1、第 第2頁電子線路與設(shè)計課程設(shè)計說明書題目交通燈控制專業(yè)班級電信2班姓名學(xué)號目錄 HYPERLINK l _TOC_250010 一、課程設(shè)計目的與要求1 HYPERLINK l _TOC_250009 二、設(shè)計方案與基本原理1課程設(shè)計方案2 HYPERLINK l _TOC_250008 課程設(shè)計原理3 HYPERLINK l _TOC_250007 三、電路設(shè)計4 HYPERLINK l _TOC_250006 單元電路設(shè)計4輸出指示燈狀態(tài)設(shè)計5 HYPERLINK l _TOC_250005 顯示電路的改進(jìn)5 HYPERLINK l _TOC_250004 主電路設(shè)計6 HYPERLIN

2、K l _TOC_250003 整體電路圖與工作原理7 HYPERLINK l _TOC_250002 元件清單9 HYPERLINK l _TOC_250001 四、電路調(diào)試10 HYPERLINK l _TOC_250000 五、設(shè)計小結(jié)10心得體會10作品展示12六、參考文獻(xiàn)13第 0 頁第 0 頁一、課程設(shè)計目的與要求要求實現(xiàn)邏輯功能，在 1-3 狀態(tài)循環(huán)。120s。220s。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)碼管顯示時間倒計時，倒計時結(jié)束紅綠燈自動變換。二、設(shè)計方案與基本原理方案一、S1-S3 使用 2 個SR 鎖存器，設(shè)置 00，01，

3、10 三個狀態(tài)， 這三種狀態(tài)恰恰對應(yīng)電路中S1、S2、S3 三種狀態(tài)。74LS74號。4JK4用。2CD45112方案二D74LS74S1S2 狀態(tài)切換、S2 正好是相反的狀態(tài)）D 觸發(fā)器是邊沿觸發(fā)5、6第 第2頁、黃燈閃爍電路可以采用NE5554C6R23采用 74LS192 作為倒計時控制器件，其輸出端可直接作為信號燈變化信號。方案對比方案項目實現(xiàn)方法優(yōu)點缺點一S1-S32 個鎖存器簡單電平觸發(fā)，與時鐘信號不匹配、無法實現(xiàn)閃爍功能脈沖發(fā)生器觸發(fā)器信號穩(wěn)定價格較高、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜計數(shù)電路4 個JK 觸發(fā)器復(fù)雜二S1-S31 個D 觸發(fā)器與一個簡易脈沖信號發(fā)生器邊沿觸發(fā)， 與時鐘信號匹配，控制精

4、度高脈沖發(fā)生器NE555 簡易信號發(fā)生成本低容易實現(xiàn)頻率微脈沖信號精度稍差些器調(diào)計數(shù)電路2 個 74192計數(shù)器容易處理，可顯示數(shù)值綜合考慮，為使電路簡化、運行穩(wěn)定，選用方案二。課程設(shè)計原理任務(wù)要求實際上就是 3 個狀態(tài)，不妨設(shè)：S1S2S33s。主電路狀態(tài)與指示燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換【表 1】主電路狀態(tài)S1RS1GS2YS3RS3GS111S21S311燈數(shù)南北 R2東西G2東南西北Y4東西R2南北G2注:R，G，Y紅，綠，黃燈。根據(jù)【表 1】可知，設(shè)計電路只需要 3 組輸出端控制指示燈，指示燈都是以 2 個或 4 個一組。總計需要4 3 12 個燈。三、電路設(shè)計單元電路設(shè)計總體模塊設(shè)計1、NE555

5、與RC時鐘信號。2、計時器模塊：使用 2 個帶預(yù)置數(shù)的十進(jìn)制計時器 74LS192 構(gòu)成 20 秒倒計時計時器。3、顯示模塊：采用 2 個 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)器與其他元件構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，每接收一個脈沖，紅綠燈即交替一次。5 構(gòu)成振蕩電路，檢測到03 02 01輸出脈沖信號，黃燈處于閃爍狀態(tài)。輸出指示燈狀態(tài)設(shè)計（顯示電路）按照【表 1】，畫出顯示電路設(shè)想控制電路，如上圖，這個電路有 5 個輸入端，只要按照要求輸入信號，可以達(dá)到設(shè)計要求。顯示電路的改進(jìn)點亮與熄綠燈與東西路紅燈

6、也總是同時電路與電路的輸入控制端可以簡化為 3 個，如右圖所示。第 4 頁第 第8頁主電路設(shè)計、主電路實現(xiàn)S1S2S3 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，、電路轉(zhuǎn)換條件是時間，電路中需要時鐘控制，即時序邏輯控制電路。、實現(xiàn)S120S，S23S，S320S整體電路圖與工作原理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)以與狀態(tài)分析74LS192 工作狀態(tài)（個位）7419277419277419267419227419237419274192B00000000111001021001131010040101501106011171000810019Q3Q3QQQ數(shù)碼管B21074192(

7、2)工作狀態(tài)（十位）Q3Q2Q1Q數(shù)碼管B000001000117419277419267419277419267419227419237419274192B001 02 03對于個位,若BB=Q3+Q2對于十位數(shù)，則 B=Q +Q10因此B=Q3（個位）+Q2（個位）+Q1（十位）+Q0（十位）在電路中可采用 4 個二極管 1N4148（電路圖中的D1、D4、D5、D6）作為或門電路。0074LS1920借位會輸出低電平，所以只要個位與十位借位輸出端都是0，則意味著此時計數(shù)器為 00，控制原理即為借位輸出端控制 20 秒復(fù)位與紅綠燈交替變換即可。元件清單元件符號型號數(shù)量二極管D1-D61N4

8、1486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 C41032芯片U1 U2CD45112芯片U3 U474LS1922芯片U5 U7NE5552芯片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。由于本電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件繁多，難以一步到位、調(diào)試成功，為了更容易達(dá)到仿真效果，可以采用分步調(diào)試的方法。1、當(dāng)計數(shù)器顯示 00 時候，紅綠燈交替變換。2、當(dāng)計數(shù)器顯示 03 02 01 時候，黃燈閃爍。3、最后將 2 個分步仿真合并在一起，得到完整的仿真電路。74LS08五、設(shè)計小結(jié)心得體會在設(shè)計過程中，我第一次綜合的運用了如此多的軟件，設(shè)計過程第 9 頁中不自覺的