數(shù)電交通燈課程設(shè)計(jì)--交通燈邏輯控制電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一 設(shè)計(jì)總體思路2</p><p>　　二 各單元電路及說明4</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路4</b></p><p><b>　　初值預(yù)置電路7</b></p><p><b>

2、;　　數(shù)字顯示電路10</b></p><p><b>　　三 總電路圖11</b></p><p>　　四 安裝與調(diào)試12</p><p><b>　　五 設(shè)計(jì)體會(huì)13</b></p><p>　　六 附錄（器件清單）14</p><p><b&

3、gt;　　七 參考文獻(xiàn)15</b></p><p>　　交通燈邏輯控制電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一 設(shè)計(jì)總體思路</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，而確定交通燈控制器電路的系統(tǒng)工作框圖如下1-1。通過主控制計(jì)數(shù)器（74LS161）控制電路的運(yùn)作和紅綠黃燈三種信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換，用兩條Q1Q2輸出取四種狀態(tài)。&l

4、t;/p><p>　　秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的脈沖，通過兩片減法計(jì)數(shù)器（74LS192）達(dá)到控制東西方向和南北方向每種工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間的十位和個(gè)位。減法計(jì)數(shù)器的借位端為主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)來完成狀態(tài)的改變，同時(shí)主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。采用譯碼器（74LS138）譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示45,5,35,

5、5這四個(gè)數(shù)。</p><p>　　交通信號(hào)燈控制電路分為:</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路</b></p><p><b>　　初值預(yù)置電路</b></p><p><b>　　數(shù)字顯示電路</b></p><p><b>　　系統(tǒng)工

6、作框圖1-1</b></p><p>　　二 各單元電路及說明</p><p><b>　　狀態(tài)控制電路</b></p><p>　　主控電路屬于時(shí)序邏輯電路，狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，由它決定交通燈處于哪一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。從而使相應(yīng)的交通燈點(diǎn)亮，并決定下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置電路該預(yù)置的信號(hào)燈的預(yù)置值。通過74LS161控制主支干道紅綠黃燈

7、亮滅的四種狀態(tài)S0（南北方向綠燈亮東西方向紅燈亮）S1（南北方向黃燈亮.東西方向紅燈亮，S2為南北方向紅燈亮.東西方向綠燈亮）S3（南北方向紅燈亮.東西方向黃燈亮）。</p><p>　　令燈亮為“1”，燈滅為“0”，南北干道紅綠黃等分別為A、B、C，東西干道紅綠黃等分別為E、F、G，東西，南北方向干道交通信號(hào)燈的工作是同時(shí)進(jìn)行的。前45秒南北方向紅燈亮東西方向紅燈亮，之后5秒南北方向黃燈亮.東西方向紅燈亮，之后

8、35秒南北方向紅燈亮.東西方向綠燈亮，接著5秒南北方向紅燈亮.東西方向黃燈亮，一次循環(huán)為90秒。</p><p>　　S0= Q1'Q2' S1=Q1'Q2</p><p>　　S2=Q1Q2' S3=Q1Q2</p><p>　　A'=Q1'

9、; B'=(Q1'Q2')' </p><p>　　C'=(Q1'Q2)' E'=Q1</p><p>　　F'=(Q1Q2) G=(Q1Q2' )'</p><

10、;p><b>　　狀態(tài)流程圖</b></p><p>　　則信號(hào)燈譯碼電路真值表如下</p><p>　　東西方向.南北方向干道信號(hào)燈譯碼電路真值表</p><p><b>　　初值預(yù)置電路</b></p><p>　　當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)開始工作時(shí)，該部分電路將實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換功能。由于首先存

11、在競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)的問題，本來預(yù)置數(shù)為45,5,35,5，現(xiàn)在根據(jù)原理，預(yù)置數(shù)要改為46,6,36,6，,將數(shù)碼管顯示南北方向綠燈和東西方向紅燈的預(yù)值（46秒），預(yù)值：0100，0110；當(dāng)其減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生借位，此時(shí)南北綠燈和東西方向紅燈同時(shí)滅。直到此信號(hào)燈再次亮?xí)r，重復(fù)上述轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。</p><p>　　將綠燈的輸出接到芯片的LD端，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，CR端置0；CPD接1HZ的脈沖信號(hào)。Q3、Q

12、2、Q1、Q0端分別接靜態(tài)晶體管的A3、A2、A1、A0端。</p><p>　　Z7=0 Z6'=Y0' </p><p>　　Z5'=Y2' Z4'=Y2' </p><p>　　Z3=0

13、 Z2=(Y0'Y1'Y2'Y3')' </p><p>　　Z1=(Y0'Y1'Y2'Y3') Z0=0</p><p><b>　　預(yù)置數(shù)電路如下</b></p><p><b>　　數(shù)字顯示電路</b></

14、p><p>　　將晶體管對(duì)應(yīng)端引腳A3、A2、A1、A0分別與計(jì)數(shù)器74LS192的輸出端Q3、Q2、</p><p>　　Q1、Q0相接，用來控制七段LED顯示器的7個(gè)發(fā)光段。通過各芯片的綜合使用，來實(shí)現(xiàn)顯示功能</p><p><b>　　三 總電路圖</b></p><p><b>　　四 安裝與調(diào)試<

15、/b></p><p>　　1.根據(jù)原理設(shè)計(jì)理論在軟件ISIS 7 Professional上畫出整機(jī)電路圖，并列出所需器件清單。</p><p>　　根據(jù)自己設(shè)計(jì)的總電路圖，領(lǐng)取所需要的電子元件和工具箱。逐個(gè)測(cè)試元件的性能參數(shù)，檢查線路和電路板的良好與否。</p><p>　　3.將元器件簡(jiǎn)單地插件電路板上插入或拔出，快速地改變電路布局。查閱資料，參考管腳圖

16、，清楚芯片的引腳的功能，并對(duì)照電路圖在工具箱上面根據(jù)信號(hào)流向逐步接線，認(rèn)真檢查電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”、“清零端”、“置1端”要認(rèn)真謹(jǐn)慎正確處理，認(rèn)真分析是否是高電平有效。</p><p>　　4從電源開始調(diào)試，看電源電路的輸入輸出是否正常，是否為+5v，看脈沖是否接入。</p><p>　　主控器電路的調(diào)試，可用秒脈沖作時(shí)鐘信號(hào)，在S0～S3不同狀態(tài)時(shí)，主控器狀態(tài)應(yīng)按

17、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖轉(zhuǎn)換。</p><p>　　信號(hào)燈譯碼調(diào)試亦是如此，先用兩個(gè)邏輯開關(guān)代替Q2、Q1，當(dāng)Q2、Q1分別為00、01、10、11時(shí)，6各發(fā)光二極管應(yīng)按設(shè)計(jì)要求發(fā)光。</p><p>　　7.將個(gè)模塊逐個(gè)調(diào)試，待各單元電路達(dá)到各自技術(shù)指標(biāo)的要求，均能正常工作后，將它們連接起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)和系統(tǒng)測(cè)試。即可進(jìn)行總機(jī)調(diào)試。觀察電路有無異?，F(xiàn)象，例如有無冒煙現(xiàn)象，有無異常氣味，手摸集成電路外封裝，

18、是否發(fā)燙等。</p><p>　　8.如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，排除故障后再通電。</p><p><b>　　五 設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　剛拿到課題時(shí)，完全毫無頭緒的，對(duì)課程設(shè)計(jì)該怎么弄無從下手，一片空白。于是我靜下心來，打算溫故下數(shù)字電路的課本及相關(guān)的參考書，花了好長(zhǎng)時(shí)間才進(jìn)入狀態(tài)。然后參仔細(xì)認(rèn)真分析了下題目，照參考書

19、上的例題，了解一般電路的分析和設(shè)計(jì)，掌握一些常用重要芯片的用法和工作原理。然后采用把整個(gè)設(shè)計(jì)化為小模塊的方法，寫真值表，列表達(dá)式，化整為零的方法來設(shè)計(jì)。一個(gè)個(gè)模塊相繼慢慢完成，最后考慮怎么相連整合成整個(gè)設(shè)計(jì)電路。聯(lián)想以前老師上課時(shí)的要求和注意事項(xiàng)，給設(shè)計(jì)還是提供了很大的幫助。碰到?jīng)]有見過或用法說明不清楚的芯片時(shí)，只能自己查閱資料，搜集管腳圖，即學(xué)即用。這樣讓我對(duì)芯片的特性和用法，功能等有了深刻的記憶及應(yīng)用。</p><

20、;p>　　雖然后來設(shè)計(jì)仿真出來了，但接線過程中還是碰到了一些困難。如線太少，電路板有損壞，插孔大容易接觸不良，接線很多容易出錯(cuò)等各種各樣的小問題都可能引起電路達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果。這次課程設(shè)計(jì)既考驗(yàn)了我們對(duì)課本理論知識(shí)的掌握，也考察了我們的動(dòng)手和分析能力，掌握集成芯片的使用，拓展我們多方面的思維。</p><p>　　不僅要學(xué)習(xí)一般設(shè)計(jì)的方法及思路，也要在不斷遇到問題，分析系統(tǒng)電路和實(shí)際問題，通過查資料，請(qǐng)教老

21、師和同學(xué)討論等途徑解決實(shí)際問題。也培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的態(tài)度，因?yàn)橐徊涣粜慕泳€就會(huì)出錯(cuò)。</p><p>　　學(xué)了一個(gè)學(xué)期的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程，直到這次課程設(shè)計(jì)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)，原來自己掌握的知識(shí)那么有限，能夠運(yùn)用到實(shí)際中的知識(shí)更是少之又少。平時(shí)，我們都只是學(xué)習(xí)原理知識(shí)，但是沒有進(jìn)行實(shí)踐。課本知識(shí)固然重要，但是實(shí)踐環(huán)節(jié)也是不可或缺的環(huán)節(jié)。許多知識(shí)學(xué)了就忘，很難將它們長(zhǎng)期的保存在腦海中。而且在這次設(shè)計(jì)中也讓我練習(xí)了下

22、ISIS 7 Professional和word的學(xué)習(xí)，熟悉了對(duì)畫圖軟件的應(yīng)用。所以這樣的實(shí)習(xí)還是很有意義和收獲的。 </p><p>　　六 附錄（器件清單）</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)</b></p><p>　　減法計(jì)數(shù)器74LS192 、 2輸入或門74LS32各 2片</p><p>

23、　　七段譯碼器 2片</p><p>　　二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161、 譯碼器74LS138 、 4輸入與非門74LS20 各 1片</p><p>　　2輸入與門74LS208 4片 </p><p>　　2輸入與非門74LS00

24、 5片</p><p>　　非門74LS004 8片</p><p>　　LED 6個(gè)</p><p><b>　　七 參考文獻(xiàn)</b&

25、gt;</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》歷雅萍、易映萍編</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 彭介華主編</p><p><b>　　高等教育出版社</b></p><p>　　《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試》 謝自美主編　 </p><p><b>　　華中理工出版