數(shù)電課設(shè)交通燈

專業(yè)班級設(shè)計名稱設(shè)計任務(wù)主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計要求主要參考資 料學(xué)生提交歸檔文件

太 原 理 工 大 學(xué)學(xué)生姓名課程名稱數(shù)字電路邏輯設(shè)計交通信號燈設(shè)計周數(shù)1.5周指導(dǎo)教師控制器設(shè)計一個十字路口紅、綠、黃燈控制系統(tǒng)，用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號燈，用傳感器或用邏輯開關(guān)代替?zhèn)鞲衅髯鳛闄z測車輛是否到來的信號（1）在主干道和支干道均設(shè)有車輛檢測傳感器，用以檢測道路是否有車輛，當(dāng)某一道路有車而另一道路無車時，則該車道處于常允許通行的狀態(tài)。（2）當(dāng)主、支干道均有車時，兩者交替允許通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。當(dāng)主干道允許通行亮綠燈時，支干道亮紅燈。而支干道允許通行亮綠燈時， 主干道亮紅燈。在每次由亮綠燈變成亮紅燈的轉(zhuǎn)換中間，要亮5秒的黃燈作為過渡，以使行使中的車輛有時間停到禁止線外。（3）設(shè)立45秒、25秒、5秒計時顯示電路。《數(shù)字電路邏輯設(shè)計（第二版）》1）仿真文件2）電路圖3）仿真圖4）實驗圖課程設(shè)計任務(wù)書注：1.課程設(shè)計完成后，學(xué)生提交的歸檔文件應(yīng)按照：封面—任務(wù)書—說明書—圖紙的順序進(jìn)行裝訂上交（大張圖紙不必裝訂）2.可根據(jù)實際內(nèi)容需要續(xù)表，但應(yīng)保持原格式不變。指導(dǎo)教師簽名： 日期：專業(yè)班級 學(xué)號 姓名 成績??一、簡述??為了確保十字路口的車輛順利、暢通地通過，往往都采用自動控制的交通信號燈來進(jìn)行指揮。其中紅???燈（R）亮表示該條道路禁止通行；黃燈（Y）亮表示停車；綠燈（G）亮表示允許通行。???交通燈控制器的系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。??裝圖3.1交通燈控制器系統(tǒng)框圖???系統(tǒng)由秒脈沖信號發(fā)生器、定時器、控制器、譯碼顯示器、信號燈顯示器五大部分組成。其中秒脈沖信號發(fā)生器用于給各個組成部分提供脈沖信號，通過定時器向控制器發(fā)出三種定時信號，使相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光。譯碼顯示器在控制器的控制下，改變交通燈信號，分別產(chǎn)生三種倒計時時間顯示，控制器根據(jù)定時器的信號，進(jìn)行狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，使顯示器的顯示發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)變。??訂二、設(shè)計目的???? 通過本次課題設(shè)計，應(yīng)該掌握以下內(nèi)容??? （1）學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計的一般方法。??（2）要求學(xué)會用理論知識解決實際問題。??（3）靈活掌握部分74LS系列集成電路的使用。??（4）掌握Multisim仿真軟件的應(yīng)用。線（5）掌握常用元器件的識別與測量。（6）了解實際電路調(diào)試和解決問題的基本方法。三、總體方案設(shè)計???用定時器分別產(chǎn)生三個時間間隔后，向控制器發(fā)出“時間已到”的信號，控制器根據(jù)定時器的信號，???? 決定是否進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。如果肯定，則控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號 ST，定時器開始清零，準(zhǔn)備重新計時。交通燈控制器的控制過程分為四個階段，對應(yīng)的輸出有四種狀態(tài)，分別用 S0、S1、S2、S3表示。S0狀態(tài)：主干道綠燈亮，支干道紅燈亮，此時主干道允許車輛通行，主干道禁止車輛通行。當(dāng)主干道綠燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。S1狀態(tài)：主干道黃燈亮，主干道紅燈亮，此時主干道允許超過停車線的車輛繼續(xù)通行，而未超過停車線的車輛禁止通行，支干道禁止車輛通行。當(dāng)主干道黃燈亮夠規(guī)定時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。S2狀態(tài)：主干道紅燈亮，支干道綠燈亮。此時主干道禁止車輛通行，支干道允許車輛通行，當(dāng)支干道綠燈亮夠規(guī)定時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)。S3狀態(tài)：支干道紅燈亮，支干道黃燈亮。此時主干道禁止車輛通行，支干道允許超過停車線的車輛通行，而未超過停車線的車輛禁止通行。當(dāng)支干道紅燈亮夠規(guī)定的時間后，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)進(jìn)入下一個狀態(tài)------S0狀態(tài)。交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)態(tài)序主干道支干道時間移圖s0綠燈紅燈45s交通信s1黃燈紅燈5s號燈控s2紅燈綠燈25s制器序s3紅燈黃燈5s表四、電路設(shè)計電路設(shè)計分成三部分1、用一個模四計數(shù)器通過一個3-8譯碼器，引出四個控制信號，分別控制信號燈的亮滅的四個狀態(tài)。2、用兩片74ls192做計數(shù)模塊，接成減法計數(shù)，當(dāng)兩片同時為0時置數(shù)，此置數(shù)信號為模四計數(shù)器提供時鐘。個位片置 5，十位片置 0或2或4，由3-8譯碼器的輸出端控制。3、檢測信號經(jīng)過一個異或門，控制 2-4譯碼器的工作端。該信號再跟檢測信號分別經(jīng)過與門，直接控制信號燈。電路原理圖各部分電路設(shè)計：1）信號燈實現(xiàn)模塊：2）秒計數(shù)器模塊3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制模塊4）信號檢測模塊5）電路仿真圖元器件清單：原件名稱個數(shù)數(shù)字電路實驗箱1個74LS192N2個74LS163N1個74LS138N1個74LS20N1個74LS08N1個74LS04N2個LED發(fā)光二極管6個五、仿真結(jié)果及分析（一）、仿真過程1）在Multisim中按照設(shè)計好的電路圖連線；2）分模塊進(jìn)行仿真，觀察狀態(tài)是否正確；3）整合所有模塊進(jìn)行整體仿真，觀察狀態(tài)；4）切換開關(guān)的高低電平，查看狀態(tài)是否正確；5）完成仿真。（二）、 仿真結(jié)果1主路綠燈，支路紅燈，主路放行 45秒倒計時。2、主路黃燈，支路紅燈，黃燈五秒倒計時。3，主路紅燈，支路綠燈，支路放行 25秒倒計時。主路紅燈，支路黃燈，五秒倒計時。（三）、仿真中遇到的問題1）不清楚個別引腳功能問題；2）相互之間的控制問題；3）用開關(guān)控制狀態(tài)的問題；4）連線過程中的布局問題。5）192的借位輸出問題。六、驗證結(jié)果及分析1、實驗室實驗操作步驟1）交元件清單，領(lǐng)取元器件。2）測試元器件功能是否正確。3）按仿真原理圖進(jìn)行連線。4）測試測試電路的功能是否正確，若不正確，檢查錯誤；若功能狀態(tài)正確，記錄實驗狀態(tài)。2、操作中的問題1）連接線及芯片的測試問題。2）由于連線過多，連線時需仔細(xì)而耐心。3）實際測試功能狀態(tài)的問題等七、實驗總結(jié)本次試驗，我們只是做好了仿真，實驗驗證并沒有出來，驗證74ls192的功能就花費了好久，為了找到一個沒有壞的芯片，我們也是花費了好久，所以到下午才開始連接電路，但最后都沒有成功，我覺得我們的問題主要出在沒有將74ls192的功能完全了解，所以花費了好久，到最后都沒有時間檢查接下來的電路，所以到最后我們都沒有把電路搭出來，第二天考試可能也有一些影響，但最主要還是沒有把心態(tài)放好，精心去連電路。但這次實驗還是有很大收獲的。不僅通過實驗鞏固自己所學(xué)，更鍛煉自己的動手能力和團隊合作能力。讓我更加深入的了解數(shù)字電路邏輯設(shè)計這門課，更加熟練的運用 Multisim 這個軟件。八、參考文獻(xiàn)【1】《電子技術(shù)試驗、實訓(xùn)及課程設(shè)計》清華大學(xué)出版