大學生科技創(chuàng)新活動

大學生科技創(chuàng)新活動報告項目名稱：數(shù)字式交通燈項目成員：所在院系：自動控制與機械工程學院專業(yè)班級：電氣工程及其自動化2班摘要科技創(chuàng)新是原創(chuàng)性科學研究和技術創(chuàng)新的總稱，是指創(chuàng)造和應用新知識和新技術、新工藝，采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理模式，開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供新服務的過程?？萍紕?chuàng)新可以被分成三種類型：知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和現(xiàn)代科技引領的管理創(chuàng)新。礦原創(chuàng)性幼的科學研究篩或知識創(chuàng)新針是提出新觀高點（包括新鑄概念、新思非想、新理論訪、新方法、兩新發(fā)現(xiàn)和新烘假設）的科悼學研究活動汪，并涵蓋開某辟新的研究迷領域、以新剃的視角來重存新認識已知坦事物等。原殃創(chuàng)性的知識翠創(chuàng)新與技術央創(chuàng)新結(jié)合在饞一起，使人柏類知識系統(tǒng)例不斷豐富和北完善，認識春能力不斷提棵高，產(chǎn)品不供斷更新。知疲識社會環(huán)境顯下的科技創(chuàng)禮新包括：知染識創(chuàng)新、技受術創(chuàng)新和現(xiàn)元代科技引領吉的管理創(chuàng)新證。知識創(chuàng)新團的核心膚是船科學研究，餅其直接結(jié)果巡是新的概念女范疇和理論笛學說的產(chǎn)生墻，為人類認爸識世界和改填造世界提供焰新的世界觀鑄和方法論；開技術創(chuàng)新的遲核心內(nèi)容是笛科學技術荷的發(fā)明和創(chuàng)肉造和鴿價值實現(xiàn)襪，其直接結(jié)章果是推動座科學技術進佛步奸與應用創(chuàng)新籃的良性互動豈，提高社會凡生產(chǎn)力的發(fā)牧展水平，進璃而促進社會同經(jīng)濟巨的增長；管哭理創(chuàng)新既包幼括宏觀管理財層面上的創(chuàng)誦新——社會道政治、經(jīng)濟騙和管理等方源面的制度創(chuàng)倒新，也包括祥微觀管理層悼面上的創(chuàng)新絕，其核心內(nèi)用容是科技引癥領的管理變系革，其直接怖結(jié)果是激發(fā)竭人們的創(chuàng)造采性和積極性山，促使所有受社會資源的釘合理配置，班最終推動社霞會的進步。貞嫂知識創(chuàng)新、里技術創(chuàng)新與遙管理創(chuàng)新是婆相輔相成的咐。知識創(chuàng)新柔是技術創(chuàng)新防和管理創(chuàng)新宴的文化基礎選，沒有新的球理論學說和槍公理體系，謊不可能有技饒術創(chuàng)新和制址度創(chuàng)新，技睬術創(chuàng)新反過田來又為知識侍創(chuàng)新和管理箭創(chuàng)新奠定了蚊必要的物質(zhì)獵基礎；管理啄創(chuàng)新則為知謹識創(chuàng)新和技熊術創(chuàng)新提供換必要的微觀鬼與宏觀環(huán)境絕。技術創(chuàng)新緩是社會發(fā)展索的“硬件”室，而知識創(chuàng)定新和管理創(chuàng)阿新則是社會棵進步的“疾軟件餐”，它們對愈國家的發(fā)展姐和社會進步路起著關鍵性零的作用，是騰社會進步的粥動力源。緩創(chuàng)新是一個蚊民族赴發(fā)展壇的靈魂，當發(fā)今告中國住高校的妄大學生因科技創(chuàng)新工盞作仍處于相懷對滯后的狀冷況齡。我們大學舅生應該培養(yǎng)餓科技創(chuàng)新精族神，為我們屑的國家多做越貢獻。筍

人類的吧今天有賴于炎創(chuàng)新，創(chuàng)新月是一個民族伴發(fā)展的靈魂腐，更是一個遙國家持久發(fā)荒展的動力。個處于知識大聯(lián)爆炸的年代府，高校有責王任擔起創(chuàng)新煙的擔子。大宴學生科技創(chuàng)時新的開展有哄利于創(chuàng)新人借才的培養(yǎng)，事有利于國家剖創(chuàng)新體系的筆完善。猜隨著我國社癥會經(jīng)濟快速隔發(fā)展，人們品衣食住行得撈到長遠發(fā)展填的同時城市籍交通問題也貸越來越引起片人們的關注雜。尤其是在曲經(jīng)歷了今年增九月份的京虎藏大堵車后唐，交通對我敗們生活的影婦響更加明朗旬，人們發(fā)現(xiàn)職人、車、路印三者關系的吩協(xié)調(diào)，已成線為交通管理玩部門需要解旦決的重要問越題之一?，F(xiàn)題代城市交通波控制系統(tǒng)是跌用于城市交工通數(shù)據(jù)監(jiān)測策、交通信號錘燈控制與交紡通疏導的計認算機綜合管保理系統(tǒng)，它藏是現(xiàn)代城市餅交通監(jiān)控指嘩揮系統(tǒng)中最乏重要的組成認部分。如何爽采用合適的掠控制方法，謊最大限度利觀用好耗費巨宏資修建的城肥市高速道路罪，緩解主干鍬道與側(cè)道、徐城區(qū)同周邊擠地區(qū)的交通矮擁堵狀況，欄越來越成為娘交通運輸管嬌理和城市規(guī)晴劃部門亟待貸解決的主要膜問題。為此里，在此次課動程設計期間新，我應用所渾學的知識設坐計了一套簡恰易交通燈控寄制電路的方襲案。交通燈范的控制系統(tǒng)驕主要由計時五電路、主控愚電路、信號贊燈轉(zhuǎn)換器、四脈沖信號發(fā)吵生器組成。寬鑼關鍵詞：計粉時電路、主賞控電路、顯助示電路、信族號燈轉(zhuǎn)換器魔、脈沖信號熊發(fā)生器。目錄律一、引煮言邀……………紗……………奴……………額………找……兼4屋二、餓設計要求盟……………糾……………隙……………矮…凡………辱4褲三、方案設撕計下……………表……………竄……………邁…………墻5昂四、單元電吧路設計與分鈔析桃……………政……………磁…………冒6磨1．多諧振邪蕩器翻……………哈……………姥……………彼…墊6柴2.10怠0分頻電路位種……………欲……………玉……………槐…瓦7半3．30秒就倒計時電路某綱……………擺……………姿……………露8竿4．數(shù)碼管和顯示電路虛……………跟……………取……………飄9泰5．主控制杜電路及指示財燈電路燦……………飾……………碰…設10路五、總電路起圖及元器件重及清單錫……………槳……………災……待11跟1．總電路弟圖排……………獅……………夏……………葬……凍11雨2．主要元剃器件介紹幅莊……………貓……………弊…………愿11寒3．元器咬件清單堤……………宋……………峰……………塊…姑15斥六、交通燈蹦課程設計仿牙真設計步……………挎……………剝……爆16饞七、心得體蔬會遣……………筋……………醒……………毀…………啦18角八、參考文傾獻兄……………馬……………知……………望…………名19引言乞在城鎮(zhèn)街道勿的十字交叉頑路口，為了酬保證交通秩授序和行人安龜全，一般在勵每條道路上賤各有一組紅帳、黃、綠交將通信號燈，荷其中紅燈亮鍬，表示該條岸道路禁止通屠行；黃燈亮中表示該條道批路上未過停棉車線的車輛窮停止通行，浙已過停車線肝的車輛繼續(xù)回通行；綠燈讓亮表示該條序道路允許通午行。交通燈四控制電路自欲動控制十字辱路口兩組紅尤、黃、綠交甘通燈的狀態(tài)北轉(zhuǎn)換，指揮殼各種車輛和輔行人安全通巷行，實現(xiàn)十禮字路口交通容管理的自動趣化。成在此次課程膽設計期間，比我應用所學觸的知識設計灘了一套簡易至交通燈控制煤電路的方案州。交通燈的燕控制系統(tǒng)主祥要由計時電存路、主控電狂路、信號燈侄轉(zhuǎn)換器、脈莊沖信號發(fā)生挽器組成。其提中閥時基電路是者通過555雖定時器構(gòu)成集一個多諧振冬蕩器，即信杠號產(chǎn)生器，覽為計數(shù)器提抖供信號，再仆經(jīng)過74L擔S160（雅10進制計檔數(shù)器）分頻臘而產(chǎn)生得到晚1Hz的方吉波。得到秒送脈沖后通過漁74LS1群92減計數(shù)摧邏輯設計3孔0秒倒計時渣電路。再利悲用與非門、物非門和D型匆鎖存器（S速、R分別為扒置1和置0扁強迫端的特境性）構(gòu)成控暫制電路來控仗制紅綠燈之受間的轉(zhuǎn)換，攤同時引55脊5定時器產(chǎn)已生信號為黃揭燈提供閃爍取信號，最終裂實現(xiàn)電路功直能。設計要求栽（月1末）甲車道和正乙車道兩條為交叉道路上諷的車輛交替玉運行，每次遠通行時間都身設為索25蘭秒。哈（未2含）每次綠燈分變紅燈時，債黃燈先亮喜5潛秒鐘，才能玩變換運行車挺道。盜（蕩3狗）黃燈亮時哄，要求每秒澆鐘閃亮一次痕。掠選做擴展功癥能：攻（克4壤）十字路口乎有數(shù)字顯示箱燈亮時間，字要求燈亮時吸間以秒為單寶位作減計數(shù)煙；聲（珠5扭）要求通行紗時間和黃燈民亮的時間均帝可在換0~99s欄內(nèi)任意設定奴。折三、方案設漲計養(yǎng)亞扎圖毅1徒交通控制燈搞電路設計恨如圖1所示顛為交通控制投電路設計方咽案圖，根據(jù)征概述中的設濫計思想及方煩法來實現(xiàn)下定圖的交通指物示燈狀態(tài)轉(zhuǎn)姻換圖中描述招的指示燈的謎轉(zhuǎn)換及每種睛狀態(tài)維持的皮時間（用數(shù)起碼顯示管來炕顯示）。狀態(tài)狀態(tài)1左右黃燈亮前后紅燈亮狀態(tài)0左右綠燈亮前后紅燈亮狀態(tài)3左右紅燈亮前后黃燈亮狀態(tài)2左右紅燈亮前后綠燈亮躬圖黎2卸交通指示燈短狀態(tài)瘦轉(zhuǎn)換閘圖裝四、單元電聽路設計與分殼析壘1．555詳定時器構(gòu)成且的多諧振蕩嚴器殼圖35美55定時器絨構(gòu)成的多諧場振蕩器誤如圖3所示爛為555定竊時器構(gòu)成的喬多諧振蕩器佩，C仗f快為10nF鵝，若C取1存00nF，困依據(jù)公式周類期T=（R介1+2R2樓）Cln2頃可計算出辜R1+2R示2虹≈答150k嗽Ω圾時可得到周索期為0.0呆1s的振蕩玻信號;若C淋取10uF江，依據(jù)公式抵周期T=（寬R1+2R梢2）Cln先2可計算王出R1+2有R2暢≈奇150k臺Ω孤時可得到周黃期為1s的熔振蕩信號。能2．用74恐LS160訂計數(shù)器構(gòu)成刷分頻電路離圖籮47絕4LS16魄0鍋構(gòu)成的分頻皆電路誼為得到高質(zhì)沸量秒信號源襪，減少誤差荒，時基電路沈才用對愉100Hz蹤信號分頻實賊現(xiàn)，如圖片4爐所示分頻電漆路是由棚160摸計數(shù)器實現(xiàn)秀分頻功能。勺XFG1邪為十進制計奮數(shù)器去74LS1伙60救提供障100Hz如信號源：通牙過撞U1起進位信號爐RC0廁給鼠U2愁使能端提供糞使能信號，尿最終由別U1舊進位端靜RC愚0混和唱U2座進位端士RC0薯與輸出秒信沖號。輸入?yún)⑵蕯?shù)及輸出波賤形如下：謎圖朵5點時基電路輸俯出結(jié)果鞭3．用74閣LS192厚加減計數(shù)器獲減法計數(shù)實雅現(xiàn)30秒倒淡計時腐圖銹67蟻4LS19庸2汪構(gòu)成的缺30雕減法計數(shù)器能甩如圖任5果所示首先對牙計數(shù)器蝦U7齡，禍U1量設置初值墨30賞，將秒信號抬輸入賞U7駕減計數(shù)時鐘轉(zhuǎn)輸入端，進黨而產(chǎn)生個位驢減信號，然覆后將個位計蒼數(shù)器沙U7炮錯位輸出端候連接至十位棄計數(shù)器減計絲數(shù)時鐘輸入對端，從而產(chǎn)很生十位退位膀。當計數(shù)結(jié)庫果為裂0意時，給計數(shù)環(huán)器置數(shù)信號窮，使得認192借再次從康30起開始倒計時牢。耕4．數(shù)碼管方顯示電路踩圖蓄7攤數(shù)碼管顯示沖電路脫如圖所示通脾過妙74LS4護8萍譯碼芯片將俯倒計時電路箏產(chǎn)生信號譯吹碼，從而使某得數(shù)碼管顯敢示，實現(xiàn)結(jié)贏果顯示功能桶。顯示電路愚與油30蝴秒倒計時電浙路整體如下獄：日圖包830味秒倒計時電侮路顯示江5．用三態(tài)蝶門、非門和緒D型鎖存器啞構(gòu)成控制電草路及指示燈泊電路烏圖銜9趴控制電路及騾指示電路滑主控電路主董要是通過游D型鎖存器站產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)信荒號來控制指頁示燈亮滅。芬一般十字路錄口的交通燈蠢控制系統(tǒng)的銷工作狀態(tài)及你其功能如表愿1弊：絹渡勞委睬鴉痕表壩1請控制器狀態(tài)谷信號燈狀態(tài)膽車道運行狀幼態(tài)透S許0厘(00)捐S結(jié)1齒(01)釀S茫3容(11)欲S鄉(xiāng)2料(10)依甲綠，乙紅汪甲黃，乙紅買甲紅，乙綠灑甲紅，乙黃疫甲車道通行描，乙車道禁屈止通行酬甲車道緩行驕，乙車道禁害止通行切甲車道禁止敲通行，乙車濫道通行發(fā)甲車道禁止默通行，乙車逆道緩行叔因此，我首恥先通過與非減門等邏輯芯償片將倒計時萄電路輸出信留號處理產(chǎn)生偵模舅25足與模捆30玩的定時信號矩。分別通過不D型鎖存器估產(chǎn)生兩組翻志轉(zhuǎn)信號，記霜為：（BY貝Signa證l，UBY瓜Signa恭l）與（R鋤edsig辮nal，U前Redsi腫gnal）烏。然后根據(jù)合表1將兩組描信號組合產(chǎn)奸生所需控制領狀態(tài)。由于應黃燈亮時還父必須伴有閃狹爍，所以在蔑黃燈指示燈料控制信號加炭入秒時鐘信婦號，通過調(diào)匯節(jié)秒時鐘信蜻號占空比改頸變閃爍情況鬼。慣五、大總電路圖及島元器件清單檢1償．緒總電路圖班圖洽10歷總電路圖貼2．主元件宗介紹尤NE555堅引腳圖及引裙腳介紹：傾Pin1丘(接地)誘-地線(紫或共同接地桂)，通常割被連接到電宰路共同接地浴。盟Pin2悔(觸發(fā)點祝)-這個湯腳位是觸發(fā)嚴NE555竿使其啟動它倦的時間周期奧。觸發(fā)信號廚上緣電壓須伶大于2/3良VCC，傳下緣須低于寄1/3V呢CC。炊Pin3灣(輸出)壤-當時間翼周期開始5侍55的輸出兩輸出腳位，臂移至比電源紹電壓少1.臟7伏的高電呆位。周期的棕結(jié)束輸出回瓣到O伏左右蛾的低電位。饒于高電位時轟的最大輸出長電流大約2俘00mA吩。脾Pin4退(重置)澡-一個低不邏輯電位送獸至這個腳位物時會重置定叔時器和使輸伏出回到一個追低電位。它植通常被接到就正電源或忽起略不用。膏Pin5扒(控制)閥-這個接便腳準許由外哭部電壓改變新觸發(fā)和閘限焰電壓。當計史時器經(jīng)營在仗穩(wěn)定或振蕩鈔的運作方式紅下,這輸入搞能用來改變培或調(diào)整輸出沈頻率。怒Pin6蓮(重置鎖浴定)-掃Pin6暈重置鎖定并秘使輸出呈低焰態(tài)。當這個劫接腳的電壓塊從1/3飲VCC電壓蒜以下移至2上/3VC獵C以上時啟痛動這個動作平。咸Pin7船(放電)那-這個接快腳和主要的表輸出接腳有測相同的電流刺輸出能力，哲當輸出為O濁N時為LO病W，對地為聰?shù)妥杩?，當涂輸出為OF范F時為HI畏GH，對地倉為高阻抗?；頟in8瓦(V+是)-這是異555個計承時器IC的倡正電源電壓劫端。供應電贊壓的范圍是母+4.5伏鼠特(最小值殘)至+16沿伏特(最大外值)。采.NE55腿5的相關應首用:崗NE555來的作用范圍踏很廣，但一祥般多應用于喇單穩(wěn)態(tài)多諧俯振蕩器（M徒onost嫌able供Mutli忠vibra廚tor）及返無穩(wěn)態(tài)多諧輩振蕩器(A飼stabl寨eMul掘tivib棄rator逆)。結(jié)74LS1薯60副引腳圖及引緊腳介紹搭：澆PE捐：使能輸入板端紅P0–P3泊：輸入端飼CEP拐：峰Count暗Enab聲lePa添ralle武lInp泛ut針CET岡：疲Count筋Enab雹leTr躍ickle味Inpu區(qū)t鋸CP爆：時鐘信號蒜輸入端懂MR糠：堆Maste騎rRes束et(A孫ctive馬LOW)恨Inpu碼t捏SR跟：納Synch俱ronou合sRes槽et(A亂ctive菊LOW)南Inpu溫t齒Q0–Q3紫：輸出端丑TC椅：煎Termi娛nalC渾ount儉Outpu藍t(No酸t(yī)eb)妖邏輯功能圖歉：未74LS1燒92挨引腳圖及引蟻腳介紹：誘圖中：慮PL屯為置數(shù)端，揀CPU堆加計數(shù)端，宏CPD監(jiān)為減計數(shù)端撐，柳TCU梁非同步進位壁輸出端，唐

TCD糾為非同步借側(cè)位輸出端，設P0膊、撫P1毛、灰P2邀、坊P3盟為計數(shù)器輸算入端，靈MR匪為清除端，章Q0晃、訊Q1稈、軍Q2些、律Q3簡為數(shù)據(jù)輸出賊端。誰74LS7塵4切引腳圖及引疏腳介紹：口3．元器件派清單哭表2元器沖件清單溝序號拋材料名稱趟型號煙可替換型號霜數(shù)量采1駝十進制同步輕加減計數(shù)器假74ls1話92慰74ls1腫91尺2酸2嫂十進制計數(shù)世器魔74ls1辮60跡74ls1獄61醉2可3猶七段顯示譯釋碼器魚74ls4攪8少薪2參4麻四輸入與非禮門舞74ls2濕0桌74ls2益2鑒2裁5猴二輸入與非寺門綱74ls0趁0應74ls0遍3云1乞6對非門拐74ls0驢4本窗2濫7撫正沿觸發(fā)雙耕d型觸發(fā)器納74ls7圍4赤劑1陷8斃555定時跨器軟NE555竿下1紋9辮滑動變阻院100K介泳1拆10東黃綠紅發(fā)光階二極管雷旨渠各兩個進11跌7SEG-輩BCD數(shù)碼民管身悟業(yè)兩個銀12溪電阻速若干弄眾射13理電容構(gòu)104pF所冒命六、交通燈搞課程設計仿量真設計毫由于對仿真啊軟件運用習音慣，在本次圍設計過程我卸使用兩種仿粗真軟件進行植電路設計，黨分別是：舒multi醬sim1綠0催、枕Prote棚us7烈。招首先分別對擇multi坐sim1員0六、紗Prote狡us7居簡單介紹。虹Multi齒sim述是由暗加拿大妖IIT(I版ntera休ctive衛(wèi)Imag疫eTec饒hnolo滑gies)宿公司推出的伴從電路仿真葵設計到版圖喝生成全過程筒的電子設計隊平臺革(Elec需troni咸csWo舟rkben潮ch)堪，該軟件是難一套功能完蟲善、操作界閥面友好、使揭用方便的嫩EDA僻工具。電子柏設計平臺主近要包括邊Multi錢sim獸電路仿真設證計工具、扇VHDL/株Veril喂og末編輯倍/廚編譯工具、易Ultib鍋oardP答CB織設計工具和便ULtir裂ounte逆自動布線工患具。在本次鐵設計中，主陶要運用到電丟路仿真工具晌，其仿真環(huán)棍境友好，元頂件齊全，操煮作方便靈活子，而且備有蜻電路向?qū)请y我選擇它做季仿真軟件的攀主原因。其慧操作界面如憑下圖示：抄圖微11M骨ultis慶im蓮操作界面漫multi驚sim應界面主要由塌：菜單欄、蟻工具欄、狀貿(mào)態(tài)欄、工作概區(qū)構(gòu)成，可博通過設置添獸加欄目如：透儀器儀表欄盛、元件庫等拌，界面友好講，操作方便愧，并且可設氏置成中文模敢式，方便用肯戶操作。對余于具體操作蛋及各欄功能趨就不做介紹旅。護Prote茅us普是一個基于悅ProSP者ICE播混合模型仿賓真器的，完丹整的嵌入式啞系統(tǒng)軟、硬盞件設計仿真隸平臺。主要芹包括：墨ISIS—賤—送智能原理圖僚輸入系統(tǒng)，提系統(tǒng)設計與成仿真的基本類平臺；盒VSM醉仿真單元吉——私含混合模型汽仿真、媽VSM茶仿真、高級咱圖形仿真（拜ASF尊）等；黨ARES煌——斗高級返PCB仍布線編輯軟喚件。轟槳本次設計當視中運用葉ISIS勿仿真平臺，呢其中壁PROTE梯USVS凍M成具有以下仿壽真方式：勢交互式仿真主－膝鈔檢驗用戶所捕設計的電路在是否能正常蘿工作；弱基于圖表的焰仿真饞(ASF)掩－用來研究面電路的工作帥狀態(tài)及進行卷細節(jié)的測量躁.無。從而使得止能在仿真過創(chuàng)程方便觀察謠信號的流動繞變化。這也紹是我選用間Prote根us怎做控制電路怪與顯示電路槍仿真原因，肚便于查看電折路設計問題底。其操作界棉面如下：撐劈圖求12準Prote泄us雁操作界面史同樣母Prote艇us晚界面主要由遞：菜單欄、嫩工具欄、狀聞態(tài)欄、工作座區(qū)構(gòu)成，可車通過設置添換加欄目，界馬面友好，操魂作方便，方與便用戶操作睡。對于具體倘操作及各欄昨功能就不做浪介紹。四Multi碎sim風和免Prote踐us慎提供強大的遙仿真功能，拔器件豐富，偽儀器儀表齊滿全，環(huán)境可蠟設置，方便柄電子電路設憲計檢查以及臣器件放置。派使用方便易痛懂不需花太朝多時間學習掃軟件運用便茂可使用，而狼且仿真結(jié)果升可視化。椅本次電路時