電子課程設(shè)計(jì) 交通燈

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1、 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生1姓名： 學(xué)生1學(xué)號(hào)： 學(xué)生2姓名： 學(xué)生2學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 成 績(jī)： 評(píng)閱意見(jiàn)： 評(píng)閱教師 日期

2、 目錄 一.設(shè)計(jì)要求 3 二.設(shè)計(jì)的作用、目的 3 三．設(shè)計(jì)的基本實(shí)現(xiàn) 3 1.系統(tǒng)概述 3 2.單元電路的設(shè)計(jì)與分析 4 3.電路的安裝與調(diào)試 6 四．心得體會(huì)、存在的問(wèn)題和進(jìn)一步改進(jìn) 7 存在的問(wèn)題1： 9 存在的問(wèn)題2： 9 存在的問(wèn)題3： 9 五．附錄 10 表2 元器件明細(xì)表 10 附圖2 12 實(shí)物圖 13 六．參考文獻(xiàn) 13 簡(jiǎn)易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì)報(bào)告 一.設(shè)計(jì)要求 (1)東西方向綠燈亮,南北方向紅燈亮,時(shí)間15s。 (2)

3、東西方向與南北方向黃燈亮,時(shí)間5s。 (3) 南北方向綠燈亮,東西方向紅燈亮,時(shí)間l0s。 (4) 如果發(fā)生緊急事件,可以手動(dòng)控制四個(gè)方向紅燈全亮。 二.設(shè)計(jì)的作用、目的 設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制器，由一條主干道（東西道）和一條支干道（南北道）匯 合成十字路口，在每個(gè)入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號(hào)燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車(chē)輛有時(shí)間停在禁行線外。?? 主、支干道均有車(chē)時(shí)，兩者交替允許通行，主干道每次放行15秒，支干道每次放行10秒，還有5秒的黃燈時(shí)間作為過(guò)度，讓行駛中的車(chē)輛停在禁行線以外。 通過(guò)對(duì)交通燈的設(shè)計(jì)，加深對(duì)555定時(shí)器構(gòu)建電路的理解，掌握基

4、本電路在實(shí)際生活中的應(yīng)用。 三．設(shè)計(jì)的基本實(shí)現(xiàn) 1.系統(tǒng)概述 因?yàn)樾盘?hào)燈的工作狀態(tài)循環(huán)不變，故可以才用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器將單位時(shí)間脈沖按分配來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)要求，可以采用n=6的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。扭環(huán)形計(jì)數(shù)器可以由3個(gè)74LS-雙D觸發(fā)器組成。 系統(tǒng)由脈沖信號(hào)發(fā)生器、定時(shí)器、控制器、信號(hào)燈顯示器五大部分組成。其中脈沖信號(hào)發(fā)生器用于給各個(gè)組成部分提供脈沖信號(hào)，通過(guò)定時(shí)器向控制器發(fā)出定時(shí)信號(hào)，使相應(yīng)的LED燈發(fā)光?？刂破鞲鶕?jù)定時(shí)器的信號(hào)，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。

5、 2.單元電路的設(shè)計(jì)與分析 圖1 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器及其譯碼電路 譯碼電路：在狀態(tài)表1可以得出a=Q5*/Q1，b=Q1，c=/Q5*/Q1,d=/Q5, e=Q5*/Q1，f=Q5*Q1。 根據(jù)上述可以畫(huà)出譯碼電路，如圖1所示。 時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的任務(wù)是產(chǎn)生一系列單位時(shí)間脈沖。產(chǎn)生脈沖的震蕩電路有多種，有RC震蕩電路，有CMOS器件，集成放大元件，晶體震蕩元件等構(gòu)成的震蕩電路，還有定時(shí)元件構(gòu)成的震蕩電路。 這里的單位時(shí)間是黃燈點(diǎn)亮的時(shí)間，2.5s左右最合適，像這樣的低頻脈沖，可采用555定時(shí)器電路產(chǎn)生，講定時(shí)器

6、蓮姐成多諧震蕩電路，它的輸出是周期性矩形波，其頻率與外接元件參數(shù)有關(guān)，為:f=1.43/[（R1+2R2）C]，2.5s的信號(hào)頻率為0.4Hz，取C=10uF，R1=175KOhm，R2=100K Ohm可滿足要求。 表1 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài) CP /Q6 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 /Q1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 2 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 0 0 0 1 1 1 0 4 1 0 0 1 1 1

7、1 0 5 1 0 1 1 1 1 1 0 6 0 1 1 1 1 1 1 0 7 0 1 1 1 1 1 0 1 8 0 1 1 1 1 0 0 1 9 0 1 1 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 0 0 0 1 11 0 1 0 0 0 0 0 1 圖2 多諧震蕩電路 3.電路的安裝與調(diào)試 技術(shù)問(wèn)題1.面包板的接口相互之間是怎么樣的? 通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量。把萬(wàn)用表打開(kāi)，旋鈕旋到歐姆 。從面包板接

8、口接出兩個(gè)需要測(cè)試的點(diǎn)，用萬(wàn)用表的兩根線與其連接，觀察示數(shù)。如果示數(shù)為0或者接近，那么兩個(gè)點(diǎn)是同一根線上的。反之，就不是同一根線上的。 技術(shù)問(wèn)題2.在緊急事件時(shí)，怎么樣手動(dòng)控制四個(gè)紅燈全亮？ 我們可以從電壓正極連接出兩根線，它們連到兩個(gè)不相干的開(kāi)關(guān)上，開(kāi)關(guān)其它的一端接到4個(gè)紅燈上。當(dāng)出現(xiàn)事故時(shí)，可以把開(kāi)關(guān)打開(kāi)，四個(gè)紅燈亮。 技術(shù)問(wèn)題3.當(dāng)打開(kāi)緊急開(kāi)關(guān)時(shí)，由于4個(gè)紅燈與電源直接連接，怎么解決電壓?jiǎn)栴}？ 可以在電源與開(kāi)關(guān)之間串連一個(gè)0-1kohm的滑動(dòng)變阻器，作為保護(hù)電阻。并且在打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，把滑動(dòng)變阻器滑到最大電阻的位置。 四．心得體會(huì)、存在的問(wèn)題和進(jìn)一步改進(jìn) 學(xué)生1

9、：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到了作為一個(gè)工程師的艱難，我還只是在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，并沒(méi)有自己去設(shè)計(jì)。從這一次我知道，即使看起來(lái)簡(jiǎn)單的東西，也是需要努力、認(rèn)真的。同時(shí)，必須考慮到問(wèn)題的任何一個(gè)細(xì)節(jié)，否則最后也將是功敗垂成。我們選這個(gè)課程設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)易交通燈的設(shè)計(jì)），因?yàn)樵趯?shí)際生活中能常?？吹?，并且在上個(gè)學(xué)期做過(guò)這個(gè)數(shù)電的實(shí)驗(yàn)，自己感覺(jué)有那么一點(diǎn)基礎(chǔ)，可能做起來(lái)更加舒適，畢竟以前沒(méi)做過(guò)。 原理圖設(shè)計(jì)：當(dāng)我們選取了這樣一個(gè)題目，我們就開(kāi)始收集相關(guān)的各種資料，對(duì)題目有個(gè)大致的了解，規(guī)劃一下設(shè)計(jì)的任務(wù)將要完成哪些功能。然后就具體的每一項(xiàng)功能應(yīng)該怎樣具體的設(shè)計(jì)，例如用什么方法完成這一功能，這種想法是

10、否合理，比較使用哪個(gè)芯片來(lái)完成這項(xiàng)功能。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的查閱資料、思索、推敲，最后定出了這次設(shè)計(jì)的原理圖。 確定原理圖之后，在ewb上做好仿真，與實(shí)驗(yàn)所需的要求進(jìn)行比較，多余的刪除，少了的改進(jìn)。 然后買(mǎi)好面包板，在連接線路前，對(duì)面包板進(jìn)行檢查。沒(méi)問(wèn)題了之后，接下來(lái)就是真正的硬件連接調(diào)試了。程序既然已經(jīng)在仿真的軟件上通過(guò)認(rèn)證，如果連接上硬件不好使的話，說(shuō)明在硬件上某個(gè)部分存在一定的問(wèn)題。可能是我們的運(yùn)氣好，還是比較心細(xì)。調(diào)試時(shí)，交通燈和仿真是一樣的，個(gè)人來(lái)說(shuō)比較爽。因?yàn)椋瑢W(xué)們調(diào)試時(shí)一般都會(huì)有問(wèn)題。 最后了老師所要求的那些都實(shí)現(xiàn)了，只是這個(gè)設(shè)計(jì)還能更加的完善，自己感到遺憾。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)

11、，感覺(jué)自己平時(shí)學(xué)的東西還是太少，沒(méi)有更好的完成這次的任務(wù)。但從中還是學(xué)習(xí)到了不少東西，使我受益匪淺。這次課程設(shè)計(jì)中犯下了不少錯(cuò)誤，以后我會(huì)接受這些教訓(xùn)，同時(shí)把這些教訓(xùn)轉(zhuǎn)換為經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到以后的此類(lèi)設(shè)計(jì)中。最后，衷心感謝在課程設(shè)計(jì)期間老師對(duì)我們的無(wú)私幫助，還要感謝和我同組的合作者，以及所有幫助過(guò)我的同學(xué)。 學(xué)生2：通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，找出了在模擬電路和數(shù)字電路知識(shí)上的很多漏洞，也看到了自己的在動(dòng)手實(shí)踐方面還缺乏經(jīng)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，光有理論知識(shí)是不夠的，還必須懂一些實(shí)踐中的知識(shí)。? 剛開(kāi)始的時(shí)候，我

12、們就分配好了各自的任務(wù)，然后我們積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性；最后我們?cè)O(shè)計(jì)電路圖，焊接電路板，檢修線路，調(diào)試電路。 在課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓兩個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗，團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證，而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。本次課程設(shè)計(jì)也鞏固和加深了我對(duì)電子線路基本知識(shí)和理解，增強(qiáng)了根據(jù)課程需要選學(xué)參考資料，查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。然后深入研究，提出方案，對(duì)比后得出最終的可行方案。同時(shí)我也初步學(xué)習(xí)到了關(guān)于課程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟和撰寫(xiě)設(shè)計(jì)論文的格式。?

13、 為完成這次課程設(shè)計(jì)，我們兩個(gè)人確實(shí)很辛苦，大部分課余時(shí)間都花在了這件事情上，但是很遺憾我們沒(méi)能完成得十全十美。最后要謝謝老師給我們的指導(dǎo)以跟我一組的同學(xué)互相幫助才能把這個(gè)課設(shè)做出來(lái)。 存在的問(wèn)題1：設(shè)計(jì)電路沒(méi)有數(shù)碼管部分，如果要測(cè)量每個(gè)燈發(fā)光時(shí)間，只能通過(guò)秒表估讀。（見(jiàn)附圖1） 存在的問(wèn)題2：在緊急事件時(shí)，把連接紅燈的兩個(gè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，可以讓紅燈亮，但是其他燈還是在繼續(xù)工作。（見(jiàn)附圖2） 存在的問(wèn)題3：如果在其他燈上按上一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)緊急事件時(shí)，我們可以控制其他燈的運(yùn)行與關(guān)閉。（見(jiàn)附圖1） 進(jìn)一步的改進(jìn)

14、1：修改設(shè)計(jì)電路，向其中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)碼管，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加清楚。 進(jìn)一步改進(jìn)2：有沒(méi)有一種開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的原理是在這個(gè)開(kāi)關(guān)可以同時(shí)控制幾個(gè)開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與關(guān)閉。因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)計(jì)電路，開(kāi)關(guān)數(shù)量有5個(gè)，在實(shí)際操作中不方便。（見(jiàn)附圖1） 進(jìn)一步改進(jìn)3：看其他同學(xué)做的，控制緊急事件是采用JK觸發(fā)器，我們這個(gè)設(shè)計(jì)電路也可以采用嗎。 五．附錄 表2 元器件明細(xì)表 序號(hào) 名稱 型號(hào)與規(guī)格 數(shù)量 1 面包板 2塊 2 電源 5V 1個(gè)

15、 3 萬(wàn)用表 1只 4 555計(jì)時(shí)器 1塊 5 74LS74 3塊 6 74LS08 1塊 7 電阻 175千歐姆、100千歐姆 10微法、 0.01微法 2個(gè) 8 電容 2個(gè) 9 導(dǎo)線 若干 10 LED燈 紅、黃、綠燈每樣4個(gè) 12個(gè)

16、 11 開(kāi)關(guān) 若干 附圖2 實(shí)物圖1 實(shí)物圖2 六．參考文獻(xiàn) [1]彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社 [2]孫梅生,李美鶯,徐振英. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社 [3]梁宗善.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]. 武漢:華中理工大學(xué)出版社 [4]張玉璞,李慶常.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京:北京理工大學(xué)出版社 [5]謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試(第二版)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社 13