十字路口交通燈控制器

XX工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)〔論文.../XX工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)〔論文沈陽工程學(xué)院數(shù)字電路與數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：十字路口交通燈控制器系別自動(dòng)化班級(jí)通信142學(xué)生姓名劉鵬飛學(xué)號(hào)2014313208指導(dǎo)教師曲延華/秦宏職稱副教授/教授起止日期：2016年6月13日起——至2016年6月24日止XX工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：十字路口交通燈控制器系別自動(dòng)化班級(jí)通信142學(xué)生姓名劉鵬飛王悅晴陸嘉寧王明馳王文劼學(xué)號(hào)0803053214指導(dǎo)教師曲延華/秦宏職稱副教授/教授課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)：F座任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2016年6月8日起止日期：2016年6月13日起——至2016年6月24日止教研室主任曲延華2016年6月6日批準(zhǔn)十字路口交通燈控制器1設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1.1設(shè)計(jì)目的〔1掌握十字路口交通燈控制器的構(gòu)成、原理與設(shè)計(jì)方法；〔2熟悉集成電路的使用方法。1.2基本要求〔1設(shè)計(jì)一個(gè)具有三種信號(hào)燈〔紅、黃、綠的十字路口交通燈控制器,紅燈亮禁止通行,綠燈亮允許通行,黃燈亮則給行駛中的車輛留出時(shí)間停在禁行線外；〔2主、支干道交替允許通行,主干道每次放行68秒,黃燈亮7秒；支干道放行36秒,黃燈亮5秒；〔3各計(jì)時(shí)電路顯示。1.3發(fā)揮部分〔1允許行人過馬路指示燈顯示；〔2其他。2設(shè)計(jì)過程及論文的基本要求2.1設(shè)計(jì)過程的基本要求〔1基本部分必須完成,發(fā)揮部分可任選2個(gè)方向：〔2符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份,其中包括邏輯電路圖、印刷電路板圖各一份；〔3設(shè)計(jì)過程的資料、草稿要求保留并隨設(shè)計(jì)報(bào)告一起上交；報(bào)告的電子檔需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在單獨(dú)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上交。2.2課程設(shè)計(jì)論文的基本要求〔1參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印,文字中的小圖需打印。項(xiàng)目齊全、不許涂改,不少于3000字。圖紙為A3,附錄中的大圖可以手繪,所有插圖不允許復(fù)印?！?裝訂順序：封面、任務(wù)書、成績(jī)?cè)u(píng)審意見表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文〔設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及參數(shù)計(jì)算〔重要、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄〔邏輯電路圖。3時(shí)間進(jìn)度安排順序階段日期計(jì)劃完成內(nèi)容備注12016.6.13講解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容,學(xué)生根據(jù)任務(wù)書做出原始框圖點(diǎn)名22016.6.14檢查框圖及初步邏輯圖完成情況,講解及糾正錯(cuò)誤打分32016.6.15檢查及改正邏輯圖打分42016.6.16講解印刷電路板圖繪制及報(bào)告書寫打分52016.6.17繼續(xù)修正邏輯圖,指導(dǎo)印刷電路板圖繪制方法打分62016.6.20繼續(xù)修正印刷電路板圖的繪制,講解波形的仿真方法打分72016.6.21仿真各部分電路波形打分82016.6.22繼續(xù)仿真各部分電路波形打分92016.6.23報(bào)告書寫,布置答辯打分102016.6.24答辯,收?qǐng)?bào)告打分20沈陽工程學(xué)院數(shù)字電路與數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表系〔部：自動(dòng)化班級(jí)：通信142學(xué)生姓名：劉鵬飛指導(dǎo)教師評(píng)審意見評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真,遵守紀(jì)律,出勤情況是否良好,能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作,0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù),工作量飽滿,難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確,論述充分,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理,文字通順,技術(shù)用語準(zhǔn)確,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,圖表完備,書寫工整規(guī)范。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)〔加權(quán)分合計(jì)乘以12分加權(quán)分合計(jì)指導(dǎo)教師簽名：年月日評(píng)閱教師評(píng)審意見評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿,難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確,論述充分,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理,文字通順,技術(shù)用語準(zhǔn)確,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,圖表完備,書寫工整規(guī)范。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)〔加權(quán)分合計(jì)乘以8分加權(quán)分合計(jì)評(píng)閱教師簽名：年月日課程設(shè)計(jì)總評(píng)成績(jī)分中文摘要隨著生活水平的提高,家庭汽車擁有量越來越多,城市交通堵塞問題越來越嚴(yán)重,解決城市的交通擁擠問題越來越緊迫。交通燈在這個(gè)交通環(huán)境中起著一個(gè)重要的角色,是交通管理部門管理交通的重要工具。十字路口的紅綠燈指揮著行人和各種車輛的安全運(yùn)行。智能的交通燈能有效地緩解城市的交通壓力,減少交通事故。為人民節(jié)省大量出行的時(shí)間,創(chuàng)造出更多的社會(huì)價(jià)值。交通信號(hào)燈自問世以來,經(jīng)歷了機(jī)電定時(shí)控制,繼電器控制,到現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展過程。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市人口增加、汽車的普及,交通問題成為各個(gè)國家面臨的共同問題。許多國家投入巨人力和物力研究智能交通系統(tǒng),即運(yùn)用計(jì)算機(jī)、通信、人工智能、傳感器等領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù),隨時(shí)對(duì)各個(gè)交通信號(hào)進(jìn)行調(diào)整以及對(duì)外界進(jìn)行信息發(fā)布,使整個(gè)交通系統(tǒng)的通行能力達(dá)到最大。本文運(yùn)用數(shù)字電路理論知識(shí)自行設(shè)計(jì)一個(gè)較為完整的小型數(shù)字系統(tǒng)。通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、Multisim軟件仿真、電路安排與調(diào)試,在此次設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)初步掌握工程設(shè)計(jì)的具體步驟和方法,提高分析問題和解決問題的能力,以及提高實(shí)際應(yīng)用水平。關(guān)鍵詞交通燈,控制器,計(jì)數(shù)器,譯碼器,秒脈沖發(fā)生器目錄課程設(shè)計(jì)〔論文任務(wù)書課程設(shè)計(jì)〔論文成績(jī)?cè)u(píng)定表中文摘要TOC\o"1-3"\h\u57071設(shè)計(jì)任務(wù)描述 110121.1設(shè)計(jì)題目：十字路口交通燈控制器1277571.2設(shè)計(jì)要求1209531.2.1設(shè)計(jì)目的1275181.2.2基本要求134531.2.3發(fā)揮部分1134802設(shè)計(jì)思路 2189153設(shè)計(jì)方框圖 349754各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 4242594.1秒信號(hào)發(fā)生電路4311834.1.1工作原理448084.1.2參數(shù)計(jì)算497194.1.3測(cè)試波形5155594.2狀態(tài)控制電路518334.2.1工作原理5152924.2.2控制器的設(shè)計(jì)6251604.2.3測(cè)試波形8254804.3信號(hào)燈計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路9317634.3.1工作原理9114594.3.2電路設(shè)計(jì)9323014.4信號(hào)燈顯示部分12102864.5發(fā)揮部分13136584.5.1人行道紅綠燈顯示電路13313564.5.2緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)1429525工作過程分析 15260896元器件清單 1611325小結(jié) 178521致謝 1820664參考文獻(xiàn) 198868附錄 2010341A1邏輯電路圖201設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1設(shè)計(jì)題目：十字路口交通燈控制器1.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)目的〔1掌握十字路口交通燈控制器的構(gòu)成、原理與設(shè)計(jì)方法；〔2熟悉集成電路的使用方法?；疽蟆?設(shè)計(jì)一個(gè)具有三種信號(hào)燈〔紅、黃、綠的十字路口交通燈控制器,紅燈亮禁止通行,綠燈亮允許通行,黃燈亮則給行駛中的車輛留出時(shí)間停在禁行線外；〔2主、支干道交替允許通行,主干道每次放行68秒,黃燈亮7秒；支干道放行36秒,黃燈亮5秒；〔3各計(jì)時(shí)電路顯示。發(fā)揮部分〔1允許行人過馬路指示燈顯示；〔2考慮到特殊車輛情況,設(shè)置一個(gè)手動(dòng)緊急轉(zhuǎn)換開關(guān)。它可使主干路和支干路只有紅燈亮,并有蜂鳴器提醒。2設(shè)計(jì)思路此次我課程設(shè)計(jì)的題目是十字路口交通燈控制電路,根據(jù)此次課程設(shè)計(jì)的要求,我設(shè)計(jì)的交通控制電路基本由四部分組成。第一部分是秒信號(hào)發(fā)生電路,第二部分是控制電路,第三部分是信號(hào)燈計(jì)時(shí)譯碼顯示電路,第四部分是發(fā)揮部分。秒信號(hào)發(fā)生電路是由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器和計(jì)數(shù)器構(gòu)成,通過計(jì)數(shù)器分頻來產(chǎn)生周期為1秒的方波。控制電路是由兩個(gè)JK觸發(fā)器構(gòu)成四種狀態(tài)循環(huán)的電路,由計(jì)時(shí)電路反饋的信號(hào)完成狀態(tài)的保持和轉(zhuǎn)換。信號(hào)燈計(jì)時(shí)電路采用的是74192可逆計(jì)數(shù)器,通過由控制器產(chǎn)生的信號(hào)來判斷工作方式。譯碼顯示部分由74LS48七段顯示譯碼器和七腳顯示器組成,用來顯示計(jì)時(shí)電路的結(jié)果。發(fā)揮部分由人行道信號(hào)燈和緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)兩部分組成。3設(shè)計(jì)方框圖由對(duì)十字路口交通燈控制器的分析可以畫出十字路口交通燈控制器的原理方框圖,它由秒信號(hào)發(fā)生電路、控制電路、信號(hào)燈計(jì)數(shù)電路、信號(hào)燈譯碼顯示電路、人行道信號(hào)燈和緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)6部分組成,。其關(guān)系如圖所示。人行道信號(hào)燈控制電路人行道信號(hào)燈控制電路秒信號(hào)發(fā)生電路秒信號(hào)發(fā)生電路信號(hào)燈計(jì)數(shù)電路信號(hào)燈譯碼顯示電路信號(hào)燈計(jì)數(shù)電路信號(hào)燈譯碼顯示電路緊急情況緊急情況報(bào)警系統(tǒng)圖交通燈原理方框圖4各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算4.1秒信號(hào)發(fā)生電路工作原理如圖所示本電路中的振蕩器是由555定時(shí)器和RC構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較高,而且采用差分電路形式,它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響較小。通過調(diào)整電阻R的阻值與電容C的容值來調(diào)節(jié)振蕩器的產(chǎn)生頻率,此次設(shè)計(jì)中振蕩器的振蕩頻率為1KHz,分頻之后所得頻率即所需要的秒脈沖信號(hào)。圖秒信號(hào)發(fā)生電路參數(shù)計(jì)算參數(shù)標(biāo)注如圖4.1.1所示,555振蕩器電路輸出脈沖的周期為：。若T=1s,其占空比為60%,,。令,,則。測(cè)試波形多諧振蕩器頻率為1000Hz,通過計(jì)數(shù)器三次的十分頻最后得到頻率為1Hz的矩形波,其周期為1s。其振蕩波形與分頻波形如圖所示。圖秒脈沖信號(hào)波形4.2狀態(tài)控制電路工作原理信號(hào)燈四種不同狀態(tài)分別用〔主干道綠燈亮、支干道紅燈亮,〔主干道黃燈亮、支干道紅燈亮,〔主干道紅燈亮、支干道綠燈亮,〔主干道紅燈亮、支干道黃燈亮表示。其狀態(tài)編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖所示。各信號(hào)燈的工作順序流程如圖4.2.2所示。圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖〔主干道綠燈亮、支干道紅燈亮〔主干道綠燈亮、支干道紅燈亮〔六十八進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器〔主干道黃燈亮、支干道紅燈亮〔七進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器〔主干道紅燈亮、支干道綠燈亮〔三十六進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器〔主干道紅燈亮、支干道黃燈亮〔五進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器圖信號(hào)燈的工作順序流程圖控制器的設(shè)計(jì)根據(jù)狀態(tài)圖可知,交通燈控制單元有4種狀態(tài),選用兩個(gè)JK觸發(fā)器、的4種輸出組合對(duì)其進(jìn)行二進(jìn)制的編碼,可以列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,如表,控制單元狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件為D。將控制單元置為初始狀態(tài)以后,如果,則控制單元保持在00狀態(tài)；如果,則控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)。其余情況以此類推。表控制單元狀態(tài)轉(zhuǎn)換表現(xiàn)態(tài)符號(hào)現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換條件D次態(tài)0000100100010100110110011101101100011111在表中,將、和D為1的項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的輸入和狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件變量相與,其中"1"用原變量表示,"0"用反變量表示,然后將各項(xiàng)與相或,可以推出狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)換信號(hào)方程如下：U1和U2選用JK觸發(fā)器,每個(gè)觸發(fā)器的輸入函數(shù)可以根據(jù)狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)換信號(hào)方程得出?？紤]到將輸出信號(hào)送至信號(hào)燈計(jì)數(shù)電路,也需要用一個(gè)2線—4線譯碼器,將觸發(fā)器的次態(tài)值加到譯碼器的輸入端,當(dāng)譯碼器的使能控制端接地有效時(shí),譯碼器將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。交通燈控制電路的邏輯圖如圖所示。圖交通燈控制電路測(cè)試波形將控制單元置為初始狀態(tài)以后,當(dāng)D=0時(shí),控制器的輸出函數(shù)應(yīng)該是、、和四種狀態(tài)間的循環(huán)。輸出波形如圖所示。圖控制器的輸出波形對(duì)于2線—4線譯碼器,當(dāng)為0時(shí),對(duì)應(yīng)于、的一種輸入狀態(tài),其中只有一個(gè)輸出端為0,其余各輸出端均為1。當(dāng)依次為00、01、10、11時(shí),~依次為0,其他均為1。其四種狀態(tài)的輸出波形如圖所示。圖4.2.52線—4線譯碼器四種狀態(tài)輸出波形4.3信號(hào)燈計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路工作原理由JK觸發(fā)器和2線—4線譯碼器輸出的低電平經(jīng)非門轉(zhuǎn)換成高電平送入計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)預(yù)置端,使得計(jì)數(shù)器的預(yù)置端無效,從所預(yù)置的數(shù)開始倒計(jì)時(shí)工作,同時(shí)計(jì)數(shù)器與譯碼器級(jí)聯(lián)使得顯示器顯示數(shù)字,倒計(jì)時(shí)到0結(jié)束后,輸出的低電平經(jīng)過或門控制觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；倒計(jì)時(shí)未結(jié)束前,其輸出為高電平,經(jīng)由或門控制觸發(fā)器的狀態(tài)保持。計(jì)數(shù)器選用74192可逆計(jì)數(shù)器,時(shí)鐘脈沖輸入DOWN端,UP端接高電平來實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)器的工作。計(jì)數(shù)器的預(yù)置端信號(hào)由控制單元的輸出信號(hào)經(jīng)過譯碼器和非門之后決定,當(dāng)其輸出是低電平時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)置端有效,計(jì)數(shù)器始終顯示計(jì)數(shù)輸入端的預(yù)置值,計(jì)數(shù)器不計(jì)數(shù)。當(dāng)輸出變?yōu)楦唠娖綍r(shí),預(yù)置端無效,減法計(jì)數(shù)器工作,從所預(yù)置的數(shù)減至0。電路設(shè)計(jì)狀態(tài)控制電路四種狀態(tài)的輸出決定了六個(gè)計(jì)數(shù)譯碼顯示系統(tǒng)和信號(hào)燈的工作方式。六十八進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為時(shí),控制電路輸出,其他均為0。應(yīng)接入主干道綠燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,六十八進(jìn)制計(jì)數(shù)器從67減至0。其邏輯圖如圖所示。圖六十八進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器七進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為時(shí),控制電路輸出,其他均為0。應(yīng)接入主干道黃燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,七進(jìn)制計(jì)數(shù)器從6減至0。其邏輯圖如圖所示。圖七進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器三十六進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為時(shí),控制電路輸出,其他均為0。應(yīng)接入支干道綠燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,七進(jìn)制計(jì)數(shù)器從35減至0。其邏輯圖如圖所示。圖三十六進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為時(shí),控制電路輸出,其他均為0。應(yīng)接入支干道黃燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,七進(jìn)制計(jì)數(shù)器從4減至0。其邏輯圖如圖所示。圖五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器四十一進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為和時(shí),控制電路輸出,應(yīng)接入主干道紅燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,四十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器從40減至0。其邏輯圖如圖所示。圖四十一進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器七十五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)譯碼顯示電路當(dāng)主控制電路的狀態(tài)為和時(shí),控制電路輸出,應(yīng)接入支干道紅燈倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)電路,另其預(yù)置端無效,七十五進(jìn)制計(jì)數(shù)器從74減至0。其邏輯圖如圖所示。圖七十五進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器4.4信號(hào)燈顯示部分系統(tǒng)的輸出是在驅(qū)動(dòng)下六個(gè)信號(hào)燈,當(dāng)緊急開關(guān)為斷開時(shí),各狀態(tài)與信號(hào)燈的關(guān)系由表給出。因此,得到燈光信號(hào)與控制電路狀態(tài)變量的關(guān)系為：HG、HY、HR分別表示主干道綠、黃、紅燈。FG、FY、FR分別表示支干道綠、黃、紅燈。表信號(hào)燈與控制器狀態(tài)編碼表狀態(tài)HGHYHRFGFYFR100001010001001100001010實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系的譯碼電路如圖所示。圖信號(hào)燈的譯碼電路4.5發(fā)揮部分人行道紅綠燈顯示電路當(dāng)某干道允許通行時(shí),該干道的人行道禁止通行。即當(dāng)主干道通行時(shí),主干道人行道指示燈為紅燈,次干道指示燈為綠燈。反之,亦然。其仿真圖如圖所示。圖人行道紅綠燈顯示電路緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警電路采用了一個(gè)由555多諧振蕩器和蜂鳴器構(gòu)成的報(bào)警電路來使得當(dāng)緊急開關(guān)輸入高電平時(shí),顯示紅燈并有語音提醒。它的工作原理：當(dāng)緊急開關(guān)輸入低電平時(shí),電路信號(hào)燈正常工作,給555多諧振蕩器的清零端加入了低電平,清零端有效,此時(shí)555多諧振蕩器的輸出為低電平,蜂鳴器不響。當(dāng)緊急開關(guān)輸入了高電平時(shí),緊急信號(hào)和主、支干道紅燈通過或門使之長亮,緊急信號(hào)通過非門與主、支干道綠、黃燈相與使之熄滅。此時(shí)555多諧振蕩器清零端也加入了高電平,清零端無效,其輸出端產(chǎn)生了一系列方波促使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。為使蜂鳴器更穩(wěn)定的工作,在555多諧振蕩器的輸出端加一個(gè)D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)二分頻,使得555多諧振蕩器產(chǎn)生的方波能夠通過D觸發(fā)器分頻送至蜂鳴器使其工作。將開關(guān)信號(hào)送至信號(hào)燈控制器,其信號(hào)燈的邏輯圖如圖所示。報(bào)警系統(tǒng)邏輯電路圖如圖4.5.2所示。圖緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)5工作過程分析本次課程設(shè)計(jì)的題目是交通燈控制電路,此電路由控制部分、譯碼顯示部分、秒脈沖部分和發(fā)揮報(bào)警部分組成。秒脈沖部分采用555多諧振蕩器和三個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器74LS90級(jí)聯(lián)作為分頻器以產(chǎn)生1Hz的秒脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分包括主干道紅燈倒計(jì)時(shí)41秒譯碼顯示電路、主干道綠燈倒計(jì)時(shí)68秒譯碼顯示電路、主干道黃燈倒計(jì)時(shí)7秒譯碼顯示電路、支干道紅燈倒計(jì)時(shí)75秒譯碼顯示電路、支干道綠燈倒計(jì)時(shí)36秒譯碼顯示電路、支干道黃燈倒計(jì)時(shí)5秒譯碼顯示電路,共用10片七段譯碼器7448、10片74192可逆十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。在控制電路部分,我采用了兩個(gè)JK觸發(fā)器配合秒脈沖發(fā)生器和2線—4線譯碼器來分別控制主干道綠燈倒計(jì)時(shí)68秒的工作、主干道黃燈倒計(jì)時(shí)7秒的工作、支干道綠燈倒計(jì)時(shí)36秒的工作、支干道黃燈倒計(jì)時(shí)5秒的工作?？刂破鹘邮諄碜杂?jì)數(shù)器的反饋信號(hào),這些反饋信號(hào)通過與門送至觸發(fā)器來控制狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換。同時(shí),將2線—4線譯碼器的信號(hào)接到計(jì)數(shù)器的預(yù)置端,主干道綠、黃燈倒計(jì)時(shí)預(yù)置端信號(hào)通過非門送至支干道紅燈倒計(jì)時(shí)預(yù)置端。支干道綠、黃燈倒計(jì)時(shí)預(yù)置端信號(hào)通過非門送至主干道紅燈倒計(jì)時(shí)預(yù)置端。使計(jì)數(shù)器不工作時(shí)預(yù)置端有效,工作時(shí)預(yù)置端無效。在沒有工作前,暫停開關(guān)斷開,秒脈沖不能進(jìn)入控制部分的觸發(fā)器中,其控制部分不工作。當(dāng)工作時(shí),開關(guān)閉合,秒脈沖進(jìn)入觸發(fā)器,將觸發(fā)器的清零端通過開關(guān)接地,使其初始狀態(tài)為后接入高電平。這時(shí)主干道綠燈倒計(jì)時(shí)和支干道紅燈倒計(jì)時(shí)一起工作,主干道綠燈和支干道紅燈同時(shí)亮。當(dāng)主干道綠燈倒計(jì)時(shí)減到0時(shí),反饋信號(hào)為0,控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換至。此時(shí)主干道黃燈倒計(jì)時(shí)和支干道紅燈倒計(jì)時(shí)一起工作,主干道黃燈和支干道紅燈同時(shí)亮。當(dāng)主干道黃燈倒計(jì)時(shí)減到0時(shí),反饋信號(hào)為0,控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換至。這時(shí)支干道綠燈倒計(jì)時(shí)和主干道紅燈倒計(jì)時(shí)一起工作,支干道綠燈和主干道紅燈同時(shí)亮。當(dāng)支干道綠燈倒計(jì)時(shí)減到0時(shí),反饋信號(hào)為0,控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換至。此時(shí)支干道黃燈倒計(jì)時(shí)和主干道紅燈倒計(jì)時(shí)一起工作,支干道黃燈和主干道紅燈同時(shí)亮。當(dāng)支干道黃燈倒計(jì)時(shí)減到0時(shí),反饋信號(hào)為0,控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換至使之再次循環(huán)。倒計(jì)時(shí)過程中,由于未減到0,反饋信號(hào)都為1,控制器保持現(xiàn)有狀態(tài)不變。在發(fā)揮部分,某干道允許通行時(shí),該干道的人行道禁止通行。即當(dāng)主干道通行時(shí),主干道人行道指示燈為紅燈,次干道指示燈為綠燈。反之,亦然。另外,我還采用了由555多諧振蕩器、D觸發(fā)器和蜂鳴器構(gòu)成報(bào)警系統(tǒng)。它的工作原理：當(dāng)緊急開關(guān)輸入低電平時(shí),電路信號(hào)燈正常工作,給555多諧振蕩器的清零端加入了低電平,清零端有效,此時(shí)555多諧振蕩器的輸出為低電平,蜂鳴器不響。當(dāng)緊急開關(guān)輸入了高電平時(shí),緊急信號(hào)和主、支干道紅燈通過或門使之長亮,緊急信號(hào)通過非門與主、支干道綠、黃燈相與使之熄滅。此時(shí)555多諧振蕩器清零端也加入了高電平,清零端無效,其輸出端產(chǎn)生了一系列方波促使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。為使蜂鳴器更穩(wěn)定的工作,在555多諧振蕩器的輸出端加一個(gè)D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)二分頻,使得555多諧振蕩器產(chǎn)生的方波能夠通過D觸發(fā)器分頻送至蜂鳴器使其工作。6元器件清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1多諧振蕩器55522分頻器74LS9033電阻R64電容C45JK觸發(fā)器JK_FF_NEGSR262線—4線譯碼器74LS13917D觸發(fā)器74LS7418十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器74192109七段顯示譯碼器74LS481010七段顯示器SEVEN1011非門NOT612二輸入與門AND2513四輸入與門AND4114四輸入或門OR4215八輸入或門OR8216燈PROBE1017蜂鳴器BUZZZER118單刀單擲開關(guān)SPST119單刀雙擲開關(guān)SPDT220電源VCC、VS5表6.1元器件清單表小結(jié)為期兩周的數(shù)字電路與數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了,可以這樣說在這次數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中我的收獲非常豐富。通過這一學(xué)期對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這一門課程的學(xué)習(xí),我學(xué)會(huì)了許多關(guān)于數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí),當(dāng)然這些都是理論知識(shí)。而這些理論知識(shí)在這次的課程設(shè)計(jì)中起到關(guān)鍵性作用,這些知識(shí)為本次數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行做好了充分的理論準(zhǔn)備。在課程設(shè)計(jì)的第一天,老師很認(rèn)真的講解了本次數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的思路,幫助我完善設(shè)計(jì)框圖,為今后的課程設(shè)計(jì)做好了鋪墊。本次課程設(shè)計(jì)采用分組進(jìn)行的方式,但我們只是做同一個(gè)課題,我們每個(gè)人都要親自設(shè)計(jì)完成一個(gè)電路。在課程設(shè)計(jì)中,我們每個(gè)人都認(rèn)真地研究