交通信號燈控制創(chuàng)新課程設(shè)計

創(chuàng)新課程設(shè)計題目：交通信號燈控制創(chuàng)新課程設(shè)計班級：10電子《1》班學(xué)號：姓名：指導(dǎo)：時間：2021年5月13日—2021年5月19日景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院

目錄1、設(shè)計方案………………………2、工作原理………………………3、系統(tǒng)調(diào)試………………………4、課程設(shè)計體會與總結(jié)…………5、參獻(xiàn)考文………………………1、設(shè)計方案1.1、概述隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注，科技發(fā)展也帶動交通運輸進(jìn)步，所以說交通信號燈指揮著行人和各種車輛的安全運行是非常重要的，它可以提醒人們控制車速，保證人駕駛安全，避免發(fā)生意外事故哦，所以說交通信號燈是很重要的。是目前交通指揮不可缺少的設(shè)備。通過日常實際觀察，利用所學(xué)的知識，設(shè)計了簡單的交通燈控制系統(tǒng)要求。小標(biāo)題由主干道和支干道的匯合點形成十字交叉路口，在交叉路口的每個入口處設(shè)計有紅、綠、黃三種顏色信號燈。紅燈代表禁止通行；綠燈代表允許通行；黃燈代表是提醒司機(jī)行駛中的車輛?？吭诮芯€之外。1.2、設(shè)計目的根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，用紅、綠、黃三種顏色發(fā)光的二極管做信號燈，其中G1、Y1、R1分別代表主干道綠、黃、紅三個燈，G2、Y2、R2分別代表支干道綠、黃、紅三個燈。因為主干道車輛比較多，所以亮綠燈的時間設(shè)為50s；支干道亮綠燈時間設(shè)為30s；交通燈的點亮規(guī)則如表；工作次序主干道支干道工作時間1綠燈亮，允許通行紅燈亮，禁止通行50s2黃燈亮，停車紅燈亮，禁止通行4s3紅燈亮，禁止通行綠燈亮，允許通行30s4紅燈亮，禁止通行黃燈亮，停車4s還有交通燈正常運行時，用4位數(shù)碼管M1、M2、M3、M4、顯示主干道和支干道的倒計時時間M1、M2顯示主干道在當(dāng)前狀態(tài)的剩余時間；M3、M4顯示支干道在當(dāng)前狀態(tài)的剩余時間。實現(xiàn)系統(tǒng)總清0，清0后計數(shù)器由初始狀態(tài)計數(shù)，指示主干道亮綠。為了方便人們更直觀的把握時間。主、支干道通行時間及黃燈亮的時間均以秒為單位，倒計時方式。1.3、研究意義系統(tǒng)中要求有50s、30s、4s三種定時信號，需設(shè)計三種相應(yīng)的定時顯示電路。計時采用倒計時方式。定時的起始信號由主控電路給出，定時時間結(jié)束的信號也輸入到主控電路，通過主控電路去啟動、關(guān)閉三色交通燈或啟動另一種計時電路。計數(shù)器選用二一十進(jìn)制計數(shù)器。計數(shù)器可以用單觸發(fā)組成，也可以用中規(guī)模集成計數(shù)器，在這里選用中規(guī)模74LS164八位移位寄存器組成紐環(huán)二一十進(jìn)制計數(shù)器。設(shè)計任務(wù)，擬定多種設(shè)計方案，根據(jù)當(dāng)時的制作條件選擇其中一種方案繪制系統(tǒng)框圖和設(shè)計流程，對制作的電路做各個分析和指標(biāo)；進(jìn)一步了解交通燈信號的原理，還有利用仿真軟件進(jìn)行分析，對各個芯片進(jìn)行系統(tǒng)模仿，完成交通燈控制器原理圖，計數(shù)停止器計數(shù)并保持原來時間數(shù)據(jù)。2、工作原理（1）小標(biāo)題交通燈控制器原理，它包括主控制模塊、計數(shù)模塊、譯碼器、置數(shù)器和選擇模塊幾部分。計數(shù)器電路則根據(jù)預(yù)置的初始值做減1操作，當(dāng)減到零時則預(yù)置時間到；使主控制器的狀態(tài)發(fā)生變化，啟動計時電路進(jìn)入下一個狀態(tài)的倒計時。置數(shù)模塊將交通燈的點亮?xí)r間初值預(yù)置到置數(shù)電路中，預(yù)置的具體數(shù)據(jù)則由控制器當(dāng)前的狀態(tài)決定，即點亮不同顏色的燈則置入不同的值。譯碼器模塊將主控電路的當(dāng)前狀態(tài)譯碼為紅、綠、黃三種顏色信號燈。整個電路核心是主控制器。（2）方案的擬定條件2.1、主控制器主控制器決定控制電路狀態(tài)變化的順序。主控制器的輸入信號有：控制器狀態(tài)S1、S0，特殊情況輸入信號S、50s計時時間到信號T50，30s計時時間到信號T30，輸出信號是控制器狀態(tài)的Z1Z2?？芍苯釉O(shè)為時序電路，主控制電路框圖如下；FFC0Z0DQS0S0Z0CS1S1Z1CLRSST30T30FFC1Z1T50T50DQCCLRCPCLR為了將紅、綠、黃燈分別用R、G、Y表示，主控電路的四個狀態(tài)用兩位二進(jìn)制編碼表示如表所示：態(tài)序（S1S2)主干道支干道亮燈時間1(00)黃燈亮紅燈亮4S2(01）紅燈亮綠燈亮30S3（10）紅燈亮黃燈亮4S4（11）綠燈亮紅燈亮50S由表格得知，主控制器電路的四個狀態(tài)用兩位二進(jìn)制編碼表示，則可得交通燈控制圖如下：4S未到，保持原狀00狀態(tài)4S到，轉(zhuǎn)下一狀態(tài)Y,R50S未到，保持原狀50S到，轉(zhuǎn)下一狀態(tài)11狀態(tài)01狀態(tài)G,RR,G30S未到，保持原狀10狀態(tài)30S到，轉(zhuǎn)下一狀態(tài)R,Y4S未到，保持原狀4S到，轉(zhuǎn)下一狀態(tài)由狀態(tài)圖分析出主控電路的邏輯表達(dá)式Z1和Z2，有了邏輯式就不難得到主控電路。2.2、計數(shù)器計數(shù)器選用二一十進(jìn)制計數(shù)器。計數(shù)器可以用單觸發(fā)組成，也可以用中規(guī)模集成計數(shù)器，在這里選用中規(guī)模74LS164八位移位寄存器組成紐環(huán)二一十進(jìn)制計數(shù)器2.3、譯碼器譯碼器電路將主控制器的輸出S1S0譯碼后作為主干道、支干道的六個信號燈的控制信號，其由真值表所示：SS1S0G1R1Y1G2R2Y21XX0100100000010100010101000100100010111000102.4、數(shù)據(jù)選擇器電路MUX數(shù)據(jù)選擇器電路MUX出現(xiàn)特殊情況時，即時顯示電路的顯示數(shù)據(jù)出現(xiàn)閃爍，即將全零以及當(dāng)前的計時值交替送入顯示器電路。因而，需要在計數(shù)器與譯碼顯示電路之間加入8位2選1電路，用特殊情況信號S和CP秒脈沖信號控制，以每一秒的頻率交換將全零和當(dāng)前計數(shù)器的值送入譯碼顯示電路，使之發(fā)生閃爍。2.5、控制器設(shè)計控制器設(shè)計，部分74LS164組成環(huán)形計數(shù)器，然后經(jīng)譯碼器后，輸出十字路口兩個方向。即利用74LS164串行輸入移位寄存器構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器和附加其他基本門電路組成。根據(jù)交通燈的控制要求和原理規(guī)定則，控制器的真值表如下，“1”表示信號燈亮，“0”表示信號燈毀。CPB1B2B3B4B5B6B7B8G1Y1R1G2Y2R21000000001000012100000001000013110000001000014111000001000015111100001000016111110001000017111111001000018111111101000019111111110100011001111111001100110011111100110012000111110011001300001111001100140000011100110015000000110011001600000001001010根據(jù)真值表可以寫出主干道、支干道方向上各個燈的控制信號邏輯表達(dá)式：G1=Q7Y1=Q0*Q7R1=Q0*Q7G2=Q0*Q6Y2=Q6*Q7R2=Q0+Q7由上述邏輯表達(dá)式可以畫出交通燈狀態(tài)控制器的電路圖如下:2.6、秒脈沖發(fā)生器設(shè)計因為交通燈控制系統(tǒng)對秒脈沖信號的精度要求不高，可選用555定時器構(gòu)成，當(dāng)然也可以選用其他形式的電路圖，此電路選擇輸出脈沖的周期為：T=0.7(R1+2R2)C,當(dāng)T=1S,令C=10UF,R1=39歐姆，則R2=51歐姆。555定時器一般：1腳：外接電源負(fù)端VSS（GND）。在一般情況下與地相連。它的各個引腳的作用如下：2腳：觸發(fā)端或位置端。當(dāng)輸入信號自2腳輸入電壓低于（1\3）VSS時，則觸發(fā)器置位，555定時器輸出高電平，放電管截止。3腳：輸出端。4腳：復(fù)位端。當(dāng)4腳接低電平時，輸出為低電平；平常工作時4腳接高電平。5腳：控制端。6腳：閥值電壓端。7腳：放電端。8腳：電源正端。外接VCC。555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下：555定時器引腳排列示意圖如下：2.7、譯碼顯示電路譯碼顯示電路主要是由共陽極LED七段數(shù)碼管，它的示意圖如下:2.3、模型的建立交通燈控制器原理框圖如下；目前設(shè)計時根據(jù)上面的擬定方案總體畫出上面交通信號燈原理框圖。2.4、方案的擬定小標(biāo)題交通信號燈控制原理框圖畫出來后，然后根據(jù)上面方案擬定的條件將各個單元電路組合起來形成電路圖，利用Protel99se仿真軟件畫出總電路圖，畫出總電路后，然后根據(jù)所設(shè)計的任務(wù)和要求進(jìn)行仿真工作，查看是否實現(xiàn)所設(shè)計的方案是不是一樣，如果畫出交通信號燈控制系統(tǒng)利用Protel99se仿真軟件，檢查是否實現(xiàn)主干道紅、綠、黃三種燈亮的時間與次序，如果亮燈和次序所設(shè)計的方案一樣，哪這次所設(shè)計交通信號燈系統(tǒng)控制圓滿成功。工作原理根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，交通信號控制電路的原理框圖所示。其中G1、Y1、R1分別代表主干道綠、黃、紅三種燈，G2、Y2、R2分別代表支干道綠、黃、紅三種燈。由控制電路的系統(tǒng)框圖得知，整個系統(tǒng)包括控制器、秒脈沖發(fā)生器、數(shù)據(jù)選擇器電路、譯碼器、計數(shù)器等電路組成。秒信號發(fā)生器產(chǎn)生整個定時系統(tǒng)的時基脈沖，通過減法計數(shù)器，實現(xiàn)秒脈沖個數(shù)進(jìn)行減計數(shù)，完成控制每一種工作狀態(tài)的持續(xù)時間。2.5、實驗將上述電源單元電路組合起來即可得出總體原理電路圖根據(jù)設(shè)計各部分功能利用Proteus軟件可畫出交通信號燈控制系統(tǒng)顯示電路圖：圖交通信號燈控制系統(tǒng)顯示電路圖根據(jù)設(shè)計各部分功能利用Proteus軟件可畫出交通信號燈控制系統(tǒng)總體原理電路圖：圖交通信號燈控制系統(tǒng)原理電路圖通過Proteus軟件畫出圖后，畫出交通燈信號控制系統(tǒng)的原理圖，可得交通信號燈總電路圖實現(xiàn)所設(shè)計的效果，如它實現(xiàn)了亮燈的順序如表所示；態(tài)序（S1S2)主干道支干道亮燈時間1(00)黃燈亮紅燈亮4S2(01）紅燈亮綠燈亮30S3（10）紅燈亮黃燈亮4S4（11）綠燈亮紅燈亮50S此次設(shè)計交通信號燈控制電源電路圖完成了全部預(yù)想的效果。都實現(xiàn)了上述情況的電路的原理。，比如主干道紅燈亮?xí)r，支干道的綠等就亮，亮燈都持續(xù)了30是，和所設(shè)計的情況差不多，雖然在設(shè)計上有點誤差，是避免不了的，再比如：主干道綠燈亮，支干道紅燈就亮，亮燈持續(xù)了50秒，也是和先前所設(shè)計的差不多，這次創(chuàng)新綜合課程設(shè)計的交通信號燈信號控制設(shè)計圓滿成功，但仿真時免不了有點誤差，望老師指正出來，加以改正。元件清單類別數(shù)目74LS164274LS04374LS08474LS1604555定時器1發(fā)光二極管6451143、系統(tǒng)調(diào)試3.1系統(tǒng)安裝與調(diào)試通過上面單元電路圖連接畫出，系統(tǒng)安裝和調(diào)試：（1）把各個電路元件連接好后，實現(xiàn)了交通控制燈正常工作。（2）秒脈沖發(fā)生器的調(diào)試，實現(xiàn)了各個電路元器件的要求，并且實現(xiàn)數(shù)字電子鐘的方法逐級調(diào)試振蕩電路和分頻電路，使輸出設(shè)計符合設(shè)計要求。它的設(shè)計數(shù)據(jù)按上面555定時器所示。（3）把電路主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號S1、S0接至信號燈的譯碼電路，6個發(fā)光二極管是按設(shè)計要求發(fā)光。并且實現(xiàn)了燈發(fā)光的要求，如表所示：SS1S0G1R1Y1G2R2Y21XX010010000001010001010100010010001011100010（4)將秒脈沖信號送入計數(shù)器的CP端，接入主控制器的狀態(tài)信號S0、S1，并把主控制器的狀態(tài)信號送入主控制器的CP端，實現(xiàn)按要求所設(shè)的時間4秒、30秒、4秒50秒、4秒…循環(huán)計數(shù)。如表所示：態(tài)序（S1S2)主干道支干道亮燈時間1(00)黃燈亮紅燈亮4S2(01）紅燈亮綠燈亮30S3（10）紅燈亮黃燈亮4S4（11）綠燈亮紅燈亮50S（5）通過電路圖的觀察發(fā)現(xiàn)，秒脈沖信號送入主控制器的端，實現(xiàn)了按要求所設(shè)計狀態(tài)00、01、10、11、00…的規(guī)律變化。（6）實現(xiàn)系統(tǒng)總清0，清0后計數(shù)器由初始狀態(tài)開始計數(shù)，指示主干道亮綠燈。四、課程設(shè)計體會與總結(jié)通過一個星期創(chuàng)新綜合課程設(shè)計，得到了很多啟發(fā)，知道了電子電路原理，何解決一個問題的方法，比如我設(shè)計是交通信號燈控制設(shè)計系統(tǒng)，它可以在我們?nèi)粘Ｉ钣玫牡?。比如；我們馬路上的交通他可以讓我們避免發(fā)生車禍，它的原理框架圖如下；主干道十位個位支干道十位個位G1Y1R1G2Y2R2 計數(shù)譯碼器計數(shù)譯碼器控制器分頻器秒脈沖發(fā)生器所以說創(chuàng)新綜合課程設(shè)計可以學(xué)到很多東西?？傊?，通過這次創(chuàng)新綜合和課程設(shè)計，我收獲了很多。不僅對理論知識有了更為深刻的認(rèn)識，同時提高了我們的綜合能力。在這個過程中，我曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲，總體上還可以，但是做的時候還是有缺點，希望老師多多指點，我會加以改正，雖然一周時間有點緊，但通過自己勤奮，完成這次課程設(shè)計，同時提高自己的自學(xué)能力，進(jìn)一部完善自己不足，日后我相信不管遇到什么難題只要自己靜下心去做，我相信是可以解決難題的，通過這次創(chuàng)新綜合課程設(shè)計讓我學(xué)會怎樣解決一個問題，還有讓我知道了堅持就是勝利。我相信今天付出是明天的收獲。五、參考文獻(xiàn)《電子線路設(shè)計指導(dǎo)》李銀華編著北京航空航天大學(xué)出版社《Protel99se入門與提高》老虎工作室編著人們郵電出版社《電子設(shè)計》蔡明生許文玉編著高等教育出版社《電子電路設(shè)計》趙家貴編著中國升量出版社《數(shù)字電子技術(shù)》ThomasL.Floyd編著電子工業(yè)出版社《Protel99se電路設(shè)計與制版》趙廣林編制電子工業(yè)出版社《電子技術(shù)實訓(xùn)教程》楊碧石束慧陳兵飛編制電子工業(yè)出版社

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強(qiáng)。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強(qiáng)的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利