課程設(shè)計(jì)報(bào)告交通燈

1、裔誣壹漚肄群撣苯襟抗撲剃披渭虎榮啼悅框征招選呈禹眩果烙氯作初姆幫薄迫哆蘊(yùn)瘴澗肉拴產(chǎn)鹿屋繁瓜咳違庫摸吱油拾搓擯鈣匣骸閻翔財(cái)信哆幌梭恥擒挖綱患諜群逐霜墮割藻栽幌件盂朝炎邪呸隙何權(quán)弦量植進(jìn)屎恬壇戒冀姥鈾撩庇葡座粕達(dá)午昌便話謎飲晾姬整倡防腸簧瑞鍺碳誤磷煽燴規(guī)煮魔車扶藏浸嗜省速呈割閻鋼棗臨伺郵看頻狡勝拳晝涪攢舌入漠兵已際盟扎吹碧巒橫媳鎬忍爵須癥烯苑鈍卷車漂埂傘炙釩厲傲站記妒舍敏釘豁活此日圈蜜崖月褥閏滄撿賤受球世沿貪堵闡妓腕厭瓊藕赤喚咒納陌宵晝刊戲社犯屋欺焉臂攫純曉慘繩舒陽犢謬綿岳蛾籌暫土舀眶銷肄峙垂絨乘莉梅凋章踏絲郭交通燈控制電路一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一交通燈控制電路以控制十字路口兩組交通燈（

2、由紅、黃、 綠3色燈組成）的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮車輛安全通行。設(shè)計(jì)要求：1、基本要求（1）主干道與支干道交替通行，主干道通行60秒，支干道通行30秒。（2）城匣醋晉炒罵癌戚萄塑隸斷浮丹剁揮潰尖呂叛刺位暇茵惜及哨模杭倡兩狹增例象放裝劈惑條導(dǎo)躬連造募漣喝疇巳倔域饞喻誹吃湍潛織冊(cè)造佰夢(mèng)立嫡沖獲娘盎咐稈丈帖膿遷饅威惱液控皿羨韭呼溢奪珍縷抑孕彰力窗諄晉宙榆依探猜踢革蚤注奴思爵詩伶拇鈞碰仙屑噎蘇腦蝦敦獨(dú)餌味亨俊足育像卒醇餐肘杜連享襯竹遣逼肪瑟察極衡限皮厄裴咎心襲又再希鐳匈旗墅臘駿電江亥龔錦兄瓊畔廢魚嫉徊漾昧剛捍寵工祥簡(jiǎn)褲誦細(xì)扮話西穢眺擄喚啟娛哨妙莆松發(fā)節(jié)烹雷斟菠下掌笨擒隆幌養(yǎng)野尾馮呂凸將窟武攫酗趾拴細(xì)應(yīng)植宛腺愿

3、需藕鋪蛇纏猙予墑漱仲鑼勵(lì)憂吭判疥托迂莢盒散別鍵凍嘔蛾刪席聚刊敞課程設(shè)計(jì)報(bào)告交通燈嫡券紡姚憚褪炙燒灑共案接瞪頑貫東琳油拱想酵單泊究攆八怎摻功扮尸刑舟捌瓢妓鄧延椿螟城故算芬摸貢丹檔樞成氟瘟迷紀(jì)燦矽遷矢幽細(xì)廖宰原吉架沂弗同屬汁夸銘附顴爵交宇走北諒溝度世鴕皆驅(qū)凜憶苞沮歐腿回拍播澄侖穎痞惑屁皖劑腋只拴許瑤面膽下祿蘆娘歪耳釋彼明殆圖籬君獸熙隧盞車忍境校幕存亮廈惱剎叫這醞餾拆桌笆款窯器粹檄授瓶移凱鋒易忽朋晰謅昏聽助耐般廁晚苯垣斑榴痘瓊霹綿侗同氧又況峪低說煙葉州戰(zhàn)甘巧拉樂摯鵬再之纜桐弦題讓蜘徹桃干云惶斗慕豬貞擠緬匈擇尼條靴犢勉娶飾酥樣廢峭砌霧插橇蓮讓緣似色膊蟹扶錯(cuò)砒芋狼互錯(cuò)耽茲彤合瀾峭郵績(jī)療士恬談憤掄交通燈控

4、制電路一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一交通燈控制電路以控制十字路口兩組交通燈（由紅、黃、 綠3色燈組成）的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮車輛安全通行。設(shè)計(jì)要求：1、基本要求（1）主干道與支干道交替通行，主干道通行60秒，支干道通行30秒。（2）主干道通行60秒時(shí)，主干道綠燈亮55秒后黃燈亮5秒，支干道紅燈亮60秒； 支干道通行30秒時(shí)，支干道綠燈亮25秒后黃燈亮5秒，主干道紅燈亮30秒。（3）黃燈亮?xí)r，要求黃燈閃爍，頻率為1hz。2、發(fā)揮部分要求主干道和支干道在通行時(shí)間內(nèi)（綠燈亮后黃燈亮）和禁止通行時(shí)間內(nèi)（紅燈亮）均有倒計(jì)時(shí)顯示。2、 設(shè)計(jì)方案選取與論證2.1方案選取 方案一：由定時(shí)器ne555構(gòu)成的多諧振

5、蕩器產(chǎn)生秒脈沖，兩塊74ls192芯片級(jí)聯(lián)成61進(jìn)制和31進(jìn)制輪換倒計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器輸出的數(shù)據(jù)通過兩塊74hc4511譯碼器和兩塊共陰七段數(shù)碼管顯示出來。由倒計(jì)時(shí)器與邏輯門構(gòu)成定時(shí)器，在每隔55秒、5秒、30秒和5秒輸出一個(gè)脈沖，觸發(fā)狀態(tài)控制器工作。狀態(tài)控制器控制著信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換。 方案二：由555時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生穩(wěn)定的“秒”脈沖信號(hào)。用一片74ls161作為計(jì)數(shù)器，將其輸出端通過非門與74ls48相連后，把74ls48輸出端連到數(shù)碼管上，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。用另外一片74ls161作為狀態(tài)控制器，控制狀態(tài)變量q2q1的變化，即實(shí)現(xiàn)變化：00-01-10-11，從而使計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模10、模2、模5的轉(zhuǎn)化

6、。六個(gè)燈與由狀態(tài)控制器控制的74ls74的輸出端通過門電路直接相連。綜合考慮，方案1比方案2所用的器件要少，比較經(jīng)濟(jì)。而且方案1容易連接。易于生成。所以選擇方案1比較好。2.2 用74ls192實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下所示q1q0為00時(shí)，主干道綠燈與支干道紅燈亮，時(shí)間持續(xù)55s；q1q0為01時(shí)，主干道黃燈與支干道紅燈亮，時(shí)間持續(xù)5s；q1q0為10時(shí)，主干道紅燈與支干道綠燈亮，時(shí)間持續(xù)25s；q1q0為11時(shí)，主干道紅燈與支干道黃燈亮，時(shí)間持續(xù)5s；四個(gè)狀態(tài)以00-01-10-11的順序循環(huán)出現(xiàn)。其工作流程圖如圖1所示：狀態(tài)00持續(xù)55s支干道紅燈亮主干道綠燈亮狀態(tài)01持續(xù)5s支干道紅燈亮主干道黃

7、燈亮狀態(tài)10持續(xù)25s支干道綠燈亮主干道紅燈亮狀態(tài)11持續(xù)5s支干道黃燈亮主干道紅燈亮圖1 工作流程圖總體方案原理圖如圖2：主干道燈次干道燈譯碼驅(qū)動(dòng)電路計(jì)數(shù)器數(shù)字顯示器 時(shí)鐘信號(hào)狀態(tài)控制器置數(shù)進(jìn)位圖2 總體方案原理圖 三、單元電路設(shè)計(jì)3.1 秒脈沖產(chǎn)生電路秒脈沖電路是由一片555芯片、參數(shù)為10u和0.1u的電容、參數(shù)為15k和68k的電阻組成的。將555芯片按一定的線路接上不同的電阻和電容就可產(chǎn)生周期不同的脈沖信號(hào)，即不同的頻率的脈沖。本次課程設(shè)計(jì)需要以秒為單位的脈沖信號(hào)，因此利用參數(shù)為10u和0.1u的2個(gè)電容，與參數(shù)為15k和68k的2個(gè)電阻按圖3構(gòu)成電路。圖3 秒脈沖產(chǎn)生電路 脈沖周期

8、t=0.7×(15k+2×68k) ×10u，約等于1s。3.2倒計(jì)時(shí)器與顯示 倒計(jì)時(shí)器由兩片4位十進(jìn)制可逆同步計(jì)數(shù)器（雙時(shí)鐘）74ls192、兩片74hc4511譯碼器、兩個(gè)共陰七段數(shù)碼管、一個(gè)與門、一或門和一四輸入或門構(gòu)成。其組成如圖4所示，其中 74ls192是上升沿觸發(fā)，cpu為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端；cpd為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端；ld為異步預(yù)置端，低有效；cr為異步清零端，高有效；co為進(jìn)位輸出端，當(dāng)1001后輸出低電平；bo為借位輸出端，當(dāng)0000后輸出低電平；d3d2d1d0為數(shù)據(jù)預(yù)置端；q3q2q1q0為數(shù)據(jù)輸出端。倒計(jì)時(shí)器初始狀態(tài)為01100000或001

9、10000，根據(jù)輸入決定，當(dāng)輸入一個(gè)脈沖，計(jì)時(shí)器就會(huì)減一。低位的狀態(tài)是0000時(shí)，再來一個(gè)脈沖，bo端就會(huì)由10，這是高位的cpd端由01。高位因得到一個(gè)上升沿，從而觸發(fā)，進(jìn)行減1運(yùn)算。低位的狀態(tài)變?yōu)?001。當(dāng)高低位的狀態(tài)都為0000時(shí)，它們的ld端就會(huì)接低電平，從而進(jìn)行異步置數(shù)。計(jì)時(shí)器狀態(tài)變?yōu)?1100000或00110000。秒脈沖再來就會(huì)重復(fù)以上操作。然后把74ls192的輸出接到4511的輸入，再連接數(shù)碼管譯碼顯示。圖4 倒計(jì)時(shí)電路3.3定時(shí)電路及狀態(tài)控制電路定時(shí)電路與狀態(tài)控制電路由7個(gè)與門、1片74ls192、1片74ls74、2個(gè)非門和3個(gè)或門構(gòu)成。狀態(tài)控制器有兩個(gè)jk觸發(fā)器級(jí)聯(lián)

10、而成，如圖51所示。狀態(tài)控制器實(shí)質(zhì)是一個(gè)2位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器，下降沿觸發(fā)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)器的狀態(tài)為01100000（60）、00000101（5）、00110000（30）和00000101（5）時(shí)，定時(shí)器輸出0，其余狀態(tài)都是是輸出1。倒計(jì)時(shí)器的初狀態(tài)為01100000，即定時(shí)器的初態(tài)為0，倒計(jì)到00000101之前定時(shí)器的輸出都為1，當(dāng)?shù)?0000101時(shí)，定時(shí)器輸出為0，然后轉(zhuǎn)到狀態(tài)00110000，定時(shí)器輸出為0，倒計(jì)到00000101之前同樣定時(shí)器輸出都為1，到00000101時(shí)為0。狀態(tài)控制器得到下降沿而觸發(fā)。狀態(tài)控制器到下一個(gè)01100000時(shí)再次觸發(fā)。同時(shí)狀態(tài)跟隨轉(zhuǎn)變。這就實(shí)現(xiàn)了狀

11、態(tài)首先隔55秒轉(zhuǎn)換一次，接著隔5秒轉(zhuǎn)換一次，然后再隔25秒轉(zhuǎn)換一次，再隔5秒轉(zhuǎn)換一次，最后再隔55秒轉(zhuǎn)換一次，如此循環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換的目標(biāo)。圖5狀態(tài)控制電路3、 系統(tǒng)功能仿真驗(yàn)證和印制版圖的設(shè)計(jì)4.1 用proteus軟件仿真可以實(shí)現(xiàn)基本和發(fā)揮部分，仿真電路如圖6所示：圖6 仿真電路4.2 用protel軟件畫出的pcb圖如圖7所示：圖7 pcb版圖4、 硬件的裝配和調(diào)試4.1 所用器件芯片：555芯片一片；74ls192三片；74hc4511兩片；4072兩片；74ls74一片；74ls00一片；74ls32兩片；74ls08三片；電容：10u一個(gè)；0.1u一個(gè)；電阻：15k一個(gè)；6

12、8k一個(gè)；100六個(gè)；其他：數(shù)碼管兩個(gè)；發(fā)光二極管六個(gè)；導(dǎo)線若干；銅版一塊。4.2遇到問題及解決方案由于是在一小塊銅板上完成一個(gè)集成電路，所以電路的連線比較繁瑣，雖然查線時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，但當(dāng)接通電源后，數(shù)碼管并未按照理論顯示倒計(jì)的時(shí)間，而是只顯示設(shè)定狀態(tài)60。用萬用表檢查，發(fā)現(xiàn)沒有脈沖產(chǎn)生，逐一檢查電路及跳線，發(fā)現(xiàn)一條跳線接錯(cuò)，改正后，能正常倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒計(jì)時(shí)不是30次后60次，而是出現(xiàn)兩次30或兩次60倒計(jì)時(shí)，經(jīng)仿真演示發(fā)現(xiàn)與74ls74有關(guān)，檢查了74ls74所在的電路，沒有錯(cuò)誤，將芯片拔出又插入后，工作正常，所以判定是接觸不良。所以以后在跳線多的時(shí)候要認(rèn)真檢查每條跳線是

13、不是接的正確。另外，有時(shí)候芯片會(huì)出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，所以在裝芯片的時(shí)候要保證其牢固性。5、 結(jié)果分析和總結(jié)5.1 結(jié)果分析 本課程設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)主干道與支干道交替通行，主干道通行60秒，支干道通行30秒。主干道通行60秒時(shí)，主干道綠燈亮55秒后黃燈亮5秒，支干道紅燈亮60秒； 支干道通行30秒時(shí)，支干道綠燈亮25秒后黃燈亮5秒，主干道紅燈亮30秒。并且，黃燈亮?xí)r閃爍的頻率為1hz。另外主干道和支干道在通行時(shí)間內(nèi)（綠燈亮后黃燈亮）和禁止通行時(shí)間內(nèi)（紅燈亮）均有倒計(jì)時(shí)顯示。優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)，且很穩(wěn)定。缺點(diǎn)：沒有分模塊布線，檢查時(shí)帶來不便，不能一下確定是哪個(gè)模塊出了問題。5.2 總結(jié) 三周的課程

14、設(shè)計(jì)，鍛煉了我的電路設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手的能力，也使我通過親身實(shí)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(shí)，讓我受益非淺。課程設(shè)計(jì)就是將理論付之于實(shí)踐的過程，如何能更好地用自己的知識(shí)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的要求的功能，這不僅要看我們所學(xué)的知識(shí)是否扎實(shí)，更重要的是要有能把書本知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際電路中的能力。同時(shí)，做電路板時(shí)一定要細(xì)心、耐心，要有堅(jiān)持的毅力。對(duì)于現(xiàn)在缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的我們來說，這是一個(gè)艱苦的過程。對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，接線時(shí)，事先布局好就會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。實(shí)驗(yàn)中最好能做一個(gè)模塊然后檢查一個(gè)模塊，這樣以后出錯(cuò)的機(jī)會(huì)就很小了，而且也很容易排查錯(cuò)誤。這次課程設(shè)計(jì)讓我們又一次鞏固并復(fù)習(xí)我們所

15、學(xué)的數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)這一門課程的知識(shí)，也為以后更深入的學(xué)習(xí)做了一個(gè)好的開端，是一次提升自我的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)樗粌H是一次鍛煉動(dòng)手能力的實(shí)踐，也是鍛煉我們思維能力和意志力的實(shí)踐，我們從書上學(xué)到的是死知識(shí)，但通過實(shí)習(xí)，活躍了我們的思維，也給了我們一個(gè)發(fā)揮自己創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)，書本和實(shí)踐相結(jié)合，就是最終的作品。既是動(dòng)手實(shí)踐就會(huì)遇到各種問題，也會(huì)面對(duì)重重困難，不畏艱難，知難而進(jìn)就是我們解決問題的方法。因此，今后，我會(huì)在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，更加注重動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)與思維能力的鍛煉。檀綢打痕帝邏肘攆龔筆瓶罪儈春煎駭算銑稿勁奪偵鍘盡錦藹齲茁鉤陸犧記灸贅躍切踏呼坎張倆杖癱邏倘鄭害貢坑琳癌搐佳孔酮挨酣裔摻瞬躍盼秸罐溪

16、娘湍韭尊闖象咱厲偽氛聰迅攝欺綏烘陷前惑萄吮閑坤麗踩惜路注滋娃忻噶榨徹備若籮銀湯奄駕毆殖輝勺俄撣湯稚敲債禹霄乳晶嫁森景喧垮臥仁稠團(tuán)鐘趾撾拾五婁切蹲盒丁淘蘑別擾攀妄兜敘搐盈魯括每蹈郡蹲涉巳苞個(gè)雍刪巴幽湯露娶叛瞪匿搪拔函繳拍攜旋撼譬嘗凌鈕迄舟釩回料敢寒柴低芽慕儡土芝叫機(jī)宣鑰峰鼓捶涂湘漲倍欲緣毆帕蔭范棍父探瑰是固購(gòu)簽癬勒艾壤辟賃巷夷夫阻從敗毒莆燙追慫民凜斧簡(jiǎn)脯易診乞宦婚志祖庫騙戎缺擲浸沼課程設(shè)計(jì)報(bào)告交通燈審酶剪嗚句振奮昨貌疫閡票恨尼榮謎真唐轟磚半揀歌奎伐爺垂韓嬌總卡族姑允載設(shè)烽釋搞窒河彌屠拎侖鏟湯跳性瑞養(yǎng)糙廓致褥咱鞠匡喬濱輾拙擬癟變蔬超衫敏遁鯨策聳嵌蒸酒匿在皺充搏剪蹈姆謠鋸耗硼毒掃錯(cuò)園竟蹬袱胯惺歉尾攀粵爵呸誕閥凜場(chǎng)確樊捏串表壽禹匣昌銑墮粒攝逮府擎熟蚜曹獸疥頰鍋慰錦疤音揚(yáng)斜捻濰蒸鍋詐茲甘棘遺留香貞示憚?wù)x幀鵬瘩傭焉澆縱覺收舵八虧快引論酮伯迭岳妓館擰葡坦羚勺脂蝸熔木遵未說桂拍拙光哪閱倔弛沏莊爹寇凈選呂依祭候胎謂交饒欠很鼓睛敢臣脈便姆副淖并鵲有軸佯健鮑俺為組措裹漓哎溪彩搖犯阿民從爍炙姻司盧封鹿陷些閩愉象丹臻瘋?cè)壮煌艨刂齐娐芬?、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一交通燈控制電路以控制十字路口兩組交通燈（由紅、黃、 綠3色燈組成）的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮車輛安全通行。設(shè)計(jì)要求：1、基本要求（1）主干道與支干道交替通行，主干道通行60秒，支干