電子技術課程設計報告--交通信號燈控制器

1、<p>　　電子技術課程設計報告</p><p>　　題目：交通信號燈控制器</p><p>　　一、完成課題的工作基礎和實驗條件</p><p><b>　　1．工作基礎</b></p><p>　　在數(shù)字電子技術基礎教程的學習基礎上，由可預置的十進制同步加/ 減計數(shù)器74192，與非門等設計數(shù)字電路，利用m

2、ax+plus和EDA開發(fā)系統(tǒng)自動完成紅－黃－綠－黃－紅……工作循環(huán)。</p><p><b>　　2．實驗條件</b></p><p>　　（1）GW48系列EDA/SOC實驗開發(fā)系統(tǒng)。提供有目標芯片F(xiàn)PGA-型號EP1K30TC144-3、數(shù)碼顯示器、二極管、三極管、鈕子開關、晶振等資源。</p><p>　?。?）電路設計建議采用下列器件

3、：</p><p>　　74175、74147、74192、7448、ANDX、ORX、NOT等</p><p><b>　　二、設計任務和要求</b></p><p><b>　　1. 基本要求</b></p><p>　　（1）東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時間30s。</p>

4、<p>　?。?）東西方向與南北方向黃燈亮，時間3s。</p><p>　?。?）南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，時間20s。</p><p><b>　　2. 另加功能</b></p><p>　　數(shù)碼管能顯示交通信號燈倒計時的時間</p><p><b>　　三、設計原理分析</b>&

5、lt;/p><p><b>　　1 使用芯片分析</b></p><p><b>　　74192圖</b></p><p>　　74192集成計數(shù)器的邏輯功能表：</p><p>　　192 為可預置的十進制同步加/ 減計數(shù)器， 共有54192/74192，54LS192/74LS192 兩種線路結構形

6、式。其主要電特性的典型值如下：</p><p>　　192 的清除端是異步的。當清除端（LR）為高電平時，不管時鐘端（CPD、CPU）狀態(tài)如何，即可完成清除功能。</p><p>　　192 的預置是異步的。當置入控制端（LD）為低電平時，不管時鐘CP的狀態(tài)如何，輸出端（Q0～Q3）即可預置成與數(shù)據(jù)輸入端（A～D）相一致的狀態(tài)。</p><p>　　192 的計數(shù)是

7、同步的，靠CPD、CPU同時加在4 個觸發(fā)器上而實現(xiàn)。在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3 同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。當進行加計數(shù)或減計數(shù)時可分別利用CPD或CPU，此時另一個時鐘應為高電平。</p><p><b>　　2 總體設計方案</b></p><p><b>　　3 控制器設計</b></p>&

8、lt;p>　　綠紅黃燈工作分四個階段，即控制器有四個狀態(tài)T0、T1、T2，T3。在狀態(tài)T0停留30秒，此間紅燈亮，然后轉(zhuǎn)至狀態(tài)T1。在狀態(tài)T1停留3秒，此間黃燈亮。然后轉(zhuǎn)至T2，在狀態(tài)T2下，綠燈亮20秒。然后轉(zhuǎn)至T3狀態(tài)，黃燈亮3秒。再轉(zhuǎn)至T0狀態(tài)循環(huán)。紅綠燈控制系統(tǒng)由控制器、定時器、數(shù)碼管顯示電路組成。控制器有4個狀態(tài)信號：T0、T1、T2和T3，編碼分別為00、01、10、11。由Q1Q0表示。一個輸出信號W：表示狀態(tài)轉(zhuǎn)

9、換。4個狀態(tài)信號分別控制綠紅黃三種顏色的燈。W是計數(shù)器的回零信號。</p><p><b>　　控制器電路圖如下：</b></p><p><b>　　4 定時器設計</b></p><p>　　定時器選用可逆計數(shù)器74192，它提供30、3、20、3秒的定時信號分別控制控制器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，當?shù)褂嫈?shù)到零時，計數(shù)器產(chǎn)生的回零信

10、號W提供給控制器，使不同顏色交通燈狀態(tài)發(fā)生跳轉(zhuǎn)。計數(shù)器由兩片74192構成，由雙D觸發(fā)器的輸出Q1Q0決定預置時間，Q1Q0=00時，預置時間為30秒，Q1Q0=01時，預置時間為3秒，Q1Q0=10時，預置時間為20秒，Q1Q0=11時，預置時間為3秒。當?shù)褂嫈?shù)到零時，由兩個借位輸出端B0產(chǎn)生信號通過延時電路控制LD端置數(shù)。</p><p><b>　　定時器部分電路：</b></p

11、><p><b>　　5 紅綠燈顯示電路</b></p><p>　　控制器狀態(tài)與信號燈的關系</p><p>　　由上表可知，G=Q1Q0 Y=Q0 R=Q1Q0</p><p><b>　　可以用門電路實現(xiàn)。</b></p><p><b>　　紅綠燈顯示電路：

12、</b></p><p><b>　　6 數(shù)碼管顯示部分</b></p><p>　　使用實驗臺模式9，由于實驗臺上與數(shù)碼管相連有7段顯示譯碼器，在輸出時可以直接輸出4位二進制數(shù)由實驗臺將數(shù)字轉(zhuǎn)換成7段碼顯示。</p><p>　　實驗臺模式9電路圖：</p><p><b>　　7 總電路圖<

13、;/b></p><p><b>　　四、仿真與調(diào)試</b></p><p><b>　　六、總結</b></p><p>　　首先這次課程設計是成功的，運用了數(shù)電課程知識完全獨立自主地進行了設計。在上學期上數(shù)字電路課程以及數(shù)字電路實驗課程的時候，對各類芯片的了解與掌握并不是很好。特別是上實驗課的時候，都是根據(jù)老師提

14、供的引腳圖而進行連接芯片的。而通過這一次的課程設計，不但使我對各類芯片的功能及工作原理的認識有了進一步的提高，而且加強了我的動手能力。</p><p>　　仿真測試正確后，將設計編程下載進選定的目標器件中，作進一步的硬件測試時，出現(xiàn)好幾次錯誤，仔細檢查，發(fā)現(xiàn)理論有問題。經(jīng)過此次的課程設計，讓我明白了，仿真是絕對理想的東西。理論與實際總是有差距的，在實際沒有證實前，再好的理論它終究還是理論。還有就是自信是必須的但也