數(shù)電實訓報告

PAGEPAGE1報告編號：第0組綜合課程設計報告紅綠燈控制系統(tǒng)學生姓名：xxxyyyy指導教師：xyz所在系：所學專業(yè)：年級：1111級201年月

摘要現(xiàn)如今，隨著人口和汽車的日益增長，城市交通日益擁擠，人們的安全問題也日益重要。因此，紅綠交通信號燈成為交管部門管理交通的重要工具之一。交通信號燈常用于十字路口，用來控制車的流量，提高交叉口車輛的通行能力，減少交通事故。有了交通燈人們的安全出行有了很大的保障。自從交通燈誕生以來，其內部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進，設計方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化、科學化、簡便化。尤其是近幾年來，隨著電子與計算機技術的飛速發(fā)展，電子電路分析和設計方法有了很大的改進，電子設計自動化也已經成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，這些為交通燈控制電路的設計提供了一定的技術基礎。交通燈控制器主要由控制器、秒脈沖發(fā)生器、定時器、譯碼顯示電路及信號燈組成?？刂破饔?4LS160來實現(xiàn)，秒脈沖發(fā)生器，計數(shù)器采用兩個74LS190來實現(xiàn)，顯示電路經過74LS190的倒計數(shù)、七段顯示譯碼器74LS48及七段數(shù)碼顯示器連接起來實現(xiàn)?？刂破魍ㄟ^對計數(shù)器及紅綠燈的控制，實現(xiàn)數(shù)字的顯示及綠、黃、紅燈的轉換。關鍵字：擁堵交通燈控制器秒脈沖發(fā)生器定時器譯碼顯示電路

目錄摘要 11、設計內容及要求 32、系統(tǒng)概述 32.1系統(tǒng)概述 32.2交通燈邏輯分析 32.3總體設計方案 33、單元電路設計與分析 43.1.秒脈沖信號發(fā)生器的設計 43.2定時器的設計 43.3計數(shù)顯示電路的設計 53.4信號燈顯示的設計 64、仿真測試 64.1主干道紅燈支路為紅燈 64.2主干道為黃燈，支路為紅燈 74.3主干道為紅燈，支路為綠燈 84.4主干道紅燈，支路黃燈 84.5測試結果 95、實驗總結 95.1系統(tǒng)綜述 95.2總結及心得體會 9

1、設計內容及要求1.要求東西方向車道和南北方向車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，每次通行時間為45秒；2.在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮5s，才能變換運行車道；3.黃燈亮時，要求每秒閃亮一次；4.東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示（采用倒計時的方法）。2、系統(tǒng)概述2.1系統(tǒng)概述系統(tǒng)由秒脈沖信號發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼顯示器、信號燈顯示器五大部分組成。其中秒脈沖信號發(fā)生器用于給各個組成部分提供脈沖信號，通過定時器向控制器發(fā)出三種定時信號，使相應的發(fā)光二極管發(fā)光。譯碼顯示器在控制器的控制下，改變交通燈信號，分別產生三種倒計時時間顯示，控制器根據定時器的信號，進行狀態(tài)間的轉換，使顯示器的顯示發(fā)生相應轉變。2.2交通燈邏輯分析表示位于主干道和支干道的十字路口交通燈系統(tǒng)，每條道路設一組信號燈，每組信號燈由紅、黃、綠3個燈組成，綠燈表示允許車輛通行，紅燈表示禁止通行，黃燈為過渡燈，表示該車道上已過停車線的車輛繼續(xù)通行，未過停車線的車輛禁止通行。2.3總體設計方案為交通燈的一個整體設計框圖。系統(tǒng)主要由秒脈沖信號發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼器、信號燈顯示器組成。其中控制器是核心部分，由它控制定時器和譯碼器的工作，秒脈沖信號發(fā)生器產生定時器和控制器所需的標準時鐘信號，譯碼器輸出兩路信號燈的控制信號，如圖2.3.1所示。圖2.3.13、單元電路設計與分析3.1.秒脈沖信號發(fā)生器的設計本實驗采用555定時器組成秒脈沖信號發(fā)生器。因為該電路的輸出脈沖的周期T≈0.7(R1+2R2)·C,若T=1s，令C=10μf，R1=4.7K?,那么R2=4.7K?。取一固定電阻4.7K?與一個4.7K?,使輸出脈沖周期為1s。如圖3.1.1圖3.13.2定時器的設計用74LS190直接構成減法計數(shù)器，時鐘脈沖上升沿到來時，在控制信號的作用下，計數(shù)器以減計數(shù)向控制器提供時間信號。74LS190是同步十進制可逆計數(shù)器，用它進行減計數(shù)與數(shù)字顯示倒計時相符合。74LS190可以級聯(lián)，只需要2片即可向控制器提供的信號，倒計數(shù)可在數(shù)字顯示電路中實現(xiàn)。用74190節(jié)省材料，節(jié)約成本，而且由于經常應用，因而使用起來較方便，具有其獨特的優(yōu)良性。圖3.2.1中U3為個位計數(shù)器，U2為十位計數(shù)器。當其從9計數(shù)到0時，產生一個低電平，隨即有一個上升沿，供給U2做時鐘脈沖，此時U2計數(shù)減一，實現(xiàn)兩片芯片的級聯(lián)。由于整個電路是從50計數(shù)，減一到01，再恢復至50，重新開始計數(shù)，所以，芯片由二者的TC共同與非再置數(shù)。輸入分別為0000（0）和0101（5）。圖3.2.13.3計數(shù)顯示電路的設計采用74LS190進行減計數(shù)，然后將輸出通過74LS48接到七段顯示譯碼器上。74LS48是用來驅動數(shù)碼管的，總體電路如圖3.3.1所示。圖3.3.13.4信號燈顯示的設計控制器是交通管理的核心，它應該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉換，如圖3.4.1所示。圖3.4.14、仿真測試說明：為了區(qū)別我們稱先顯示綠燈的道路為主干道，另一條道路為支路4.1主干道紅燈支路為紅燈仿真結果如圖4.1.1所示。圖4.1.14.2主干道為黃燈，支路為紅燈仿真結果如圖4.2.1所示。圖4.2.1

4.3主干道為紅燈，支路為綠燈仿真結果如圖4.3.1所示圖4.3.14.4主干道紅燈，支路黃燈仿真結果如圖4.4.1所示圖4.4.14.5測試結果經過測試，該設計能夠完成計數(shù)，信號轉換，達到了設計要求。5、實驗總結5.1系統(tǒng)綜述通過分析交通燈控制系統(tǒng)的要求可知，整個系統(tǒng)主要由秒脈沖信號發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼顯示器構成。其中，秒脈沖信號發(fā)生器由555定時電路組成；定時器由兩片同步十進制減法計數(shù)器74LS190芯片及若干與非門、非門、與門共同組成；控制器由一片數(shù)據選擇器74LS160；譯碼顯示器由兩片74LS190、兩片譯碼管驅動芯片74LS48和兩個七段數(shù)碼管構成。主控制器和定時計數(shù)器必須使用同一脈沖信號，譯碼電路輸出兩組信號燈的控制信號，經驅動電路后驅動信號燈工作?？刂齐娐肥窍到y(tǒng)的核心部分，由它控制定時計數(shù)電路和譯碼驅動電路的工作能夠實現(xiàn)交通燈四種狀態(tài)的自動轉換。5.2總結及心得體會這次課程設計歷時一個星期。通過這一個星期的課程設計，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多缺點與不足，自己知識的漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。在課程設計過程中，光有理論知識是不夠的，還必須懂一些實踐中的知識。首先，我們要做好課前的仿真練習，只有仿真通過了，才能做接下來的硬件焊接部分。其次，在焊接電路之前，我們必須查閱好各個芯片的引腳圖，知道一個芯片共有幾個引腳，哪個引腳該接什么。最后，在焊接的時候，一定要細心，不能夠三心二意，因為線比較多，所以一定要全神貫注。結果出不來，不要急躁；看到其他同學提前完成設計了，不要急躁；當找不到問題所在處時，也不要急躁。總而言之，就是得靜下心來，不急不躁，慢慢檢查，慢慢體會。本次課程設計也讓我加深了對電子線路基本知