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文檔簡介
1、<p> 數(shù)字電路課程設(shè)計報告書</p><p><b> 交通燈控制器</b></p><p><b> 交通燈控制器的設(shè)計</b></p><p> 一 課程設(shè)計題目與實習(xí)目的</p><p><b> 題目:交通燈控制器</b></p>
2、<p><b> 實習(xí)目的:</b></p><p> 1.熟悉數(shù)字電路課程的基本知識,并將其運用于實踐中。</p><p> 2.掌握幾種常用數(shù)字電路芯片的工作原理,并學(xué)會熟練的使用它們。</p><p> 3.了解一般數(shù)字電路設(shè)計的基本步驟,學(xué)會將所學(xué)的理論知識運用到實際問題。 </p><p&g
3、t; 4.初步學(xué)習(xí)自行設(shè)計電路,連接電路和排查電路的能力。</p><p><b> 二 任務(wù)和要求</b></p><p> 1.在十字路口的兩個方向上各設(shè)一組紅黃綠燈,顯示順序為其中一方向是綠燈、黃燈、紅燈;另一方向是紅燈、綠燈、黃燈。</p><p> 2.設(shè)置一組數(shù)碼管,以計時的方式顯示允許通行或禁止通行時間,其中綠燈亮的時間
4、是6s,黃燈亮的時間是2s。(時間也可自行確定)</p><p> 3.選做:當(dāng)任何一個方向出現(xiàn)特殊情況,按下手動開關(guān),其中一個方向常通行,倒計時停止。當(dāng)特殊情況結(jié)束后,按下自動控制開關(guān),恢復(fù)正常狀態(tài)。 </p><p> 三 總體方案的選擇</p><p> 時鐘信號發(fā)生器產(chǎn)生一個CP脈沖,計數(shù)器74LS161接受CP脈沖,實現(xiàn)同步計時。兩片74LS161
5、,實現(xiàn)計數(shù)功能,并通過非門產(chǎn)生倒計時。計數(shù)器的輸入端用主控制器實現(xiàn)其模值循環(huán)。利用同步置數(shù)端,當(dāng)高位輸入為1101、低位輸入為0110時實現(xiàn)模30的計數(shù)器;當(dāng)高位輸入為1111、低位輸入為1011時實現(xiàn)模5的計數(shù)器;當(dāng)高位輸入為1110、低位輸入為0110時實現(xiàn)模20的計數(shù)器。</p><p> 然后主控電路,控制161輸入端。當(dāng)輸出Q2、Q1為00時實現(xiàn)模30的計數(shù)器,此時主干道的綠燈和次干道的紅燈亮起來;當(dāng)
6、Q2、Q1為01時實現(xiàn)模5計數(shù)器,此時主干道的黃燈和與次干道的紅燈一起亮而主干道的綠燈熄滅;當(dāng)Q2、Q1為10時實現(xiàn)模20的計數(shù)器,此時主干道的紅燈和次干道的綠燈亮起來;當(dāng)Q2、Q1為11時,實現(xiàn)模5計數(shù)器,此時次干道的黃燈與主干道的紅燈一起亮,而次干道的綠燈熄滅;然后Q2、Q1在回到00狀態(tài),這樣就實現(xiàn)了交通燈的循環(huán)且實現(xiàn)了主次干道通車時間不同的功能。 </p><p> 倒計時顯示:十位倒計時顯示,將161
7、的輸出端通過非門接入48,利用它的反碼輸出在數(shù)碼管上實現(xiàn)倒計時。再利用74的輸出來控制08與門的輸入,而08的輸出接發(fā)光二極管,從而實現(xiàn)紅綠燈的變化。這樣便實現(xiàn)了該電路的所有功能。</p><p> 下圖為簡單的原理方框圖</p><p> 四 單元電路的設(shè)計</p><p> 1.設(shè)計所使用的元件及工具:</p><p> 74L
8、S161 (四位二進制同步計數(shù)器)------------------------------ 3個;</p><p> 74LS48 (BCD七段譯碼器) ---------------------------------2個;</p><p> 74LS00 (四二輸入與非門) ---------------------------------1個;</p>
9、<p> 74LS04 (六非門) ----------------------------------------- 3個;</p><p> 發(fā)光二極管 -------------------------------------------------8個;</p><p> 555 -----------------------------
10、-------------------- 1個;</p><p> 電容: 4.7nf ----------------------------------------------1個;</p><p> 電阻: 150k ----------------------------------------------1個;</p><p> 100
11、----------------------------------------------4個;</p><p> 4.7k ------------------------------------------------1個;</p><p><b> 實驗板一塊;</b></p><p><b> 萬用表一個;</b
12、></p><p><b> 鉗子一個;</b></p><p><b> 導(dǎo)線若干。</b></p><p> 2. 各部分功能的具體說明:</p><p><b> 1、脈沖產(chǎn)生電路:</b></p><p><b> 脈沖
13、產(chǎn)生電路</b></p><p><b> 2、狀態(tài)控制電路:</b></p><p> 用74LS161實現(xiàn),輸出端Q2,Q1按00—01—10—11一直循環(huán)下去,所以可以作為狀態(tài)輸出端。</p><p><b> 3、信號燈電路:</b></p><p><b>
14、交通燈真值表</b></p><p> 用74LS74,74LS08,發(fā)光二極管。</p><p> 主干道:R=Q2; Y=Q2Q1; G=Q2Q1;</p><p> 支干道:r=Q2; y=Q2Q1; g=Q2Q1;</p><p> 其中Q2 Q1是161的兩個輸出端</p><p&g
15、t;<b> 信號燈電路</b></p><p><b> 4、倒計時電路:</b></p><p> 用 74LS161,74LS48 ,74LS04,數(shù)碼管,電阻。</p><p> 當(dāng)每一狀態(tài)發(fā)生變化時,置入的數(shù)據(jù)將跟著變。數(shù)碼管顯示秒數(shù):</p><p> 主干道
16、 支干道</p><p> S0:綠燈 29~0 紅燈(30秒)</p><p> S1:黃燈 04~0 紅燈(5秒)</p><p> S2:紅燈 19~0 綠燈(20秒)</p><p> S3:紅燈 04~0
17、 黃燈(5秒)</p><p> 計時單元采用倒計時方式,各狀態(tài)下的計時狀態(tài)如下真值表:</p><p> 各狀態(tài)下置數(shù)單元的的輸入輸出關(guān)系表</p><p><b> 由真值表得:</b></p><p> A1=Q1,B1=1, C1=Q1, D1=Q1; D2=C2=‘1’,B2 =G, A2
18、 =g </p><p><b> 倒計時電路</b></p><p><b> 五 總體電路圖</b></p><p> 六 組裝后測量輸出信號波形</p><p> 七 電路組裝、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法</p><p>
19、1、 由于是在一小塊面包板上完成一個集成電路,所以電路的連線比較繁瑣,接線的時候要特別注意芯片的管腳,同時注意一下芯片是否插緊,導(dǎo)線是否松弛等等。芯片不能插反也不能插錯位置,在實驗中我有次粗心插錯位置。經(jīng)過同學(xué)的幫助才發(fā)現(xiàn)這個問題。</p><p> 2、 調(diào)試電路前,首先要用萬用表檢查一下各個芯片是否完好,有時換了一個芯片就好了。</p><p> 3、電壓范圍不能超過5V,我就由于
20、在實驗室時沒有調(diào)整好電壓,電壓大了0.5v左右而使數(shù)碼管亂碼,所以電源的穩(wěn)定很重要,要注意檢查,也使我明白做實驗一定要嚴(yán)謹(jǐn)。</p><p> 4、 實驗中還遇到了其他的一些小問題,但最后都在老師或同學(xué)的幫助下得到了解決。</p><p><b> 八 實驗總結(jié)</b></p><p> 實習(xí)就是將理論付之于實踐的過程,如何能更好地用自己
21、的知識來實現(xiàn)實驗的要求的功能,這不僅要看我們所學(xué)的知識是否扎實,更重要的是要有能把書本知識運用在實際電路中的能力。經(jīng)過兩周實習(xí),鍛煉了我的電路設(shè)計能力和動手的能力,也使我通過親身實踐掌握了一些中規(guī)模集成器件的使用技巧與方法,而不僅限于書本上的理論知識。</p><p> 我認(rèn)為對于本次實驗,事先應(yīng)預(yù)習(xí)查資料做好電路圖,布局好在實驗板上的位置就會達到事半功倍的效果。實驗中最好能做一個模塊然后檢查一個模塊,這樣以后
22、出錯的機會就很小了,而且也很容易排查錯誤。遇到問題要思考解決,不能只是一味的拆和插電路,這樣不但解決不了問題,還會耽誤時間和進度。當(dāng)然在實驗中遇到的問題也很多,這些大部分是因為自己掌握的知識還不夠牢固,動手實踐的次數(shù)不夠。好在通過請教老師和同學(xué)后一一地解決了。</p><p> 同時,做實驗時一定要細(xì)心,要有毅力。還有剛開始接觸可能對某些芯片及其功能不是很清楚,這就要求我們自己通過翻閱資料,請教老師同學(xué)或自己學(xué)
23、習(xí)。</p><p> 這次實驗讓我復(fù)習(xí)了我們所學(xué)的數(shù)字電路邏輯設(shè)計這一門課程的知識,也為以后更深入的學(xué)習(xí)做了一個好的開端,是一次提升自我的實驗。通過實習(xí),活躍了我們的思維,也給了我一個發(fā)揮自己創(chuàng)新能力的機會。今后,我會在學(xué)習(xí)理論知識的同時,更加注重動手實踐能力的培養(yǎng)與思維能力的鍛煉。總之這次實習(xí)讓我受益非淺。</p><p><b> 九 參考文獻。</b>&l
24、t;/p><p> 高書莉 《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計—數(shù)字電路課程設(shè)計指南》 北京郵電學(xué)院出版社 </p><p> 畢滿清 《電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計》 機械工業(yè)出版社</p><p> 陳汝全 《電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊》 機械工業(yè)出版社</p><p> 高海生 《最新電子元氣件應(yīng)用手冊》
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