倒計時交通燈課程設計報告

1、電子線路與設計 課程設計說明書題 目交通燈控制器專業(yè)班級電信2班姓 名學號目錄一、課程設計目的和要求 1二、設計方案和根本原理 12.1 課程設計方案 22.2 課程設計原理 3三、電路設計 43.1 單元電路設計 43.2 輸出指示燈狀態(tài)設計 53.3 顯示電路的改良 53.4 主電路設計 63.5 整體電路圖及工作原理 73.6 元件清單 9四、電路調(diào)試 10五、設計小結(jié) 105.1 心得體會 105.2 作品展示 12六、參考文獻 13、課程設計目的和要求要現(xiàn)邏輯功能，在 1-3 狀態(tài)循環(huán)。1、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時間 20s。2、南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時間 20s

2、。3、紅綠燈變換 3 秒前，黃燈處于閃爍狀態(tài)，紅綠燈變換后黃燈熄滅4、采用兩位數(shù)碼管顯示時間倒計時，倒計時完畢紅綠燈自動變換。、設計方案和根本原理2.1課程設計方案 、S1-S3使用2個SR鎖存器，設置00, 01, 10三個狀態(tài)，這三種狀態(tài)恰恰對應電路中S1、S2 S3三種狀態(tài) 、采用74LS74與外圍元件構(gòu)成脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生脈沖信號。 、使用4個JK觸發(fā)器，實現(xiàn)4位計數(shù)，作為倒計時顯示電路用 、采用2個CD4511和2個七段數(shù)碼管作為倒計時顯示電路。萬案一 、由D觸發(fā)器74LS74與外圍元件構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，用于 S1、S2狀態(tài)切換S1、S2正好是相反的狀態(tài)。D觸發(fā)器是邊沿觸發(fā)器，能夠?qū)?/p>

3、現(xiàn) 5、6管腳同 時轉(zhuǎn)換，即東西路和南北路的同時變換。 、黃燈閃爍電路可以采用NE555振蕩電路實現(xiàn)，接收到控制端的信號，NE555的第4管腳得電開場工作，第三腳可輸出脈沖信號，并且調(diào)整C6或R23可以改變閃爍頻率。 采用74LS192作為倒計時控制器件，其輸出端可直接作為信號燈變化信號方案比照萬案工程實現(xiàn)方法優(yōu)點缺點 S1-S32個鎖存器簡單電平觸發(fā)，與時鐘信號不匹配、無法實現(xiàn)閃爍功能脈沖發(fā)生器觸發(fā)器信號穩(wěn)定價格較咼、電路構(gòu)造復雜計數(shù)電路4個JK觸發(fā)器復雜二二二 S1-S31個D觸發(fā)器邊沿觸發(fā)，與和一個簡易脈沖信號發(fā)生器時鐘信號匹配，控制精度高脈沖發(fā)生器NE555簡易信本錢低容易實脈沖信號精

4、度稍號發(fā)生器現(xiàn)頻率微調(diào)差些計數(shù)電路2個74192計數(shù)容易處理，可器顯示數(shù)值綜合考慮，為使電路簡化、運行穩(wěn)定，選用方案二。2.2課程設計原理任務要際上就是3個狀態(tài)，不妨設:S1、東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時間20s；S2南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時間20s；S3黃燈閃爍，時間3s。【表1】主電路狀態(tài)與指示燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換主電路S1RS1GS2YS3RS3G狀態(tài)S111S21S311燈數(shù)南北R= 2東西G = 2東南西北丫=4東西R = 2南北G = 2注:R, G，丫二紅，綠，黃燈。根據(jù)【表1】可知，設計電路只需要3組輸出端控制指示燈，指示燈都是以2個或4個一組?？傆嬓枰? 3 12個燈三

5、、電路設計3.1單元電路設計1 Hz時鐘信號D邊沿觸發(fā)器構(gòu) 成的臥穩(wěn)態(tài)電路南北紅燈 東西綠燈11汁時器輸山控制20W 位偷出為00南北綠燈 東聊紅燈；i lJ- Mm 丨振蕩電路>黃燈閃爍a jaa總體模塊設計1時鐘模塊：采用NE555和RC電路組成振蕩電路，產(chǎn)生1HZ時鐘信號。2、計時器模塊：使用2個帶預置數(shù)的十進制計時器 74LS192構(gòu)成20秒倒計 時計時器。3、顯示模塊：采用2個CD4511作為譯碼器，將74LS192輸出的二進制數(shù)轉(zhuǎn) 化為BCD碼，通過七段數(shù)碼管顯示出具體數(shù)值。4、紅綠燈轉(zhuǎn)換模塊：D邊沿觸發(fā)器和其他元件構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，每接收一個脈沖，紅綠燈即交替一次。5、黃燈

6、閃爍模塊：NE555構(gòu)成振蕩電路，檢測到03 02 01時，輸出脈沖信號，黃燈處于閃爍狀態(tài)。3.2輸出指示燈狀態(tài)設計顯示電路S3RS2YS1CSIRS3?按照【表1】，畫出顯示電路設想控制電路，如上圖，這個電路有 5個輸入端，只要按照要求輸入信號，可以到達設計要求3.3顯示電路的改良由設想電路和狀態(tài)表可以看出南北路紅燈和東西路綠燈總是同時點亮和熄滅，南北路 綠燈和東西 路紅燈也總 是同時電路 和熄滅，因 此電路的輸 入控制端可 以簡化為3 個，如右圖S1-一Or 彳0¥西S1 S2 S3S1所示。3.4主電路設計 、主電路實現(xiàn)S1-SMS3狀態(tài)的轉(zhuǎn)換, 、電路轉(zhuǎn)換條件是時間，電路中需

7、要時鐘控制，即時序邏輯控制電路 、實現(xiàn) S1= 20S S2= 3S, SA 20S3.5整體電路圖及工作原理1總原理圖電路完整工作過程描述總體工作原理3、74LS192工作狀態(tài)以及狀態(tài)分析74LS192X作狀態(tài)個位7419277419267419227419237419274192BQ3Q2Q1Qo數(shù)碼管B00000000111001021001131010040101501106011171000810019注：不填二074192(2工作狀態(tài)十位7419277419267419227419237419274192BQ3Q2Q1Q0數(shù)碼管B00000100011注：不填二0(1) 計數(shù)模塊值

8、為01 02 03時，黃燈閃爍，根據(jù)上面表格可以看出對于個位 假 設B值是低電平有效那么有：B= Q3 + Q2對于十位數(shù)，那么 B= Q1 + Qg因此B= Q3個位+ Q2個位+ Qi十位+ Q。十位在電路中可采用4個二極管1N4148電路圖中的Di、D4、D5、D6丨作為或門 電路。(2) 計數(shù)模塊為00時，紅綠燈交替，這個功能可以不按照真值表來實現(xiàn)，因為 74LS192有借位輸出端，作用是當?shù)褂嫊r數(shù)值變?yōu)?0時，借位會輸出低電平，所 以只要個位和十位借位輸出端都是 0，那么意味著此時計數(shù)器為00,控制原理即為借位輸出端控制20秒復位和紅綠燈交替變換即可3.6元件清單元件符號型號數(shù)量二極

9、管D1-D61N41486發(fā)光二極管L3 L4 L7 L8紅色4發(fā)光二極管L1 L2 L5 L6綠色4發(fā)光二極管L9 L10 L11 L12黃色4三極管VT1-480504色環(huán)電阻R1-1468014色環(huán)電阻R155.1K1色環(huán)電阻R16 R19 R21 R2710K4色環(huán)電阻R17 R20 R24 R261K4色環(huán)電阻R18100K1色環(huán)電阻R22 R291002色環(huán)電阻R23510K1色環(huán)電阻R253.3K1色環(huán)電阻R285101電解電容C1 C3 C510uF3電解電容C60.47uF1電解電容C7100uF1瓷片電容C2 C41032L_L心片U1 U2CD45112-hR l_L 心

10、片U3 U474LS1922-hR l_L 心片U5 U7NE5552-hR l_L 心片U674LS741管座DIP82管座DIP141管座DIP164數(shù)碼管DS1 DS22穩(wěn)壓電路U878051四、電路調(diào)試仿真使用multisim軟件。由于本電路構(gòu)造復雜，元件繁多，難以一步到位、 調(diào)試成功，為了更容易到達仿真效果，可以采用分步調(diào)試的方法。1當計數(shù)器顯示00時候，紅綠燈交替變換。vcc9.0V2NS7ORATED74LS1920VCC9JVVCC9CV2N3?O774LS74Df BCFD7R1 -WV- ?1kOR1G imnirQ.OlyF*-LuBcu?iDI?T.JTRTQk9：T:

11、ii-LDAC4511 HO 5VHF阿F4511BD 5V-¥«-呼 5 WVCC TOhD'R11T4LS192DLEDB51QQ3-e1&i】口 -pfc?O'1vccr<1*Q0|i '07誦呂TIMERRATEDFCT 葉*irT7I2NJ70TKFt1QlOfcOC2豐血®Foitcia 22|FVCCr噸74LS142DVCCVCC凹mi-AMr-5.ikn9 OVVCC4!S11Bn !VVCCRB 1k£QiXIrLI hfl他HUqjT c|-|76i= 12or-&rgLTi74511QD SVLED42NJ7077418 MO_X_R11UkDR4510 口9 0V2、當計數(shù)器顯示03 02 01時候，黃燈閃爍。3、最后將2個分步仿真合并在一起，得到完整的仿真電路。U1D在仿真電路中實現(xiàn)了電路的所有功能，只是由于仿真軟件仿真局限性無法實現(xiàn)二極管分立元件組成的或門電路，所以在仿真電路中用74LS08代替了五、設計小結(jié)5.1心得體會在設計過程中，我第一次綜合的運用了如此多的軟件，設計過程中不自覺的 熟練地掌握了不少技巧，為了完成設計查閱了大量的資料，認真學習了很多元器 件的工作原理，雖然有些沒有完全用得上，但我也意識到這也是本次設計的收獲。在設計中，也感覺到自己學識的淺薄