交通信號燈邏輯電路設(shè)計(jì)數(shù)電課設(shè).doc

《交通信號燈邏輯電路設(shè)計(jì)數(shù)電課設(shè).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《交通信號燈邏輯電路設(shè)計(jì)數(shù)電課設(shè).doc（20頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目 錄 1 引言 ............................................................................................................................1 1.1設(shè)計(jì)目的 1 1.2設(shè)計(jì)背景 1 1.3設(shè)計(jì)任務(wù) 1 2 MULTISIM技術(shù)簡介 .................................................................................................2 2.1 Multisim的發(fā)展歷史 2

2、 2.2 Multisim 10的概述 2 2.3 Multisim 10的基本操作界面 3 3 總體設(shè)計(jì) ....................................................................................................................5 3.1 總體設(shè)計(jì)思想 5 3.2 秒脈沖發(fā)生器 6 3.2.1 555定時(shí)器的簡介 6 3.2.2 555定時(shí)器的工作原理 6 3.2.3 555定時(shí)器的引腳圖及功能表介紹 7 3.2.4 由 555定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖發(fā)生器 7 3.3倒計(jì)時(shí)裝置 8 3.

3、3.1 十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器 74LS192的工作原理 8 3.3.2 由 74LS192構(gòu)成的倒計(jì)時(shí)裝置 9 3.4數(shù)碼顯示裝置 10 3.5主控制電路 11 3.5.1芯片 74LS160的介紹 11 3.5.2芯片 74LS160的引腳圖及功能表 12 3.5.3 主控電路的構(gòu)成 13 3.6交通信號燈 15 3.7夜間工作模式 15 3.8手動控制部分與黃燈閃耀部分 16 4 設(shè)計(jì)總結(jié) ......................................................................................................

4、............17 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................18 附錄 1 器件明細(xì)表 .....................................................................................................19 附錄 2總設(shè)計(jì)電路 MULTISIM仿真圖 ......................

5、..................................................19 1 引言 1.1 設(shè)計(jì)目的 學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的數(shù)字電子技術(shù)課程，這次的課程設(shè)計(jì)主要綜合了解 與運(yùn)用所學(xué)的知識，通過這次課程設(shè)計(jì)來檢查這一學(xué)期的學(xué)習(xí)狀況。在課程設(shè) 計(jì)的同時(shí)讓大家了解我們學(xué)習(xí)的課程在今后生活學(xué)習(xí)中所存在的意義和重要性， 提高大家對這門課程的喜愛程度，為以后學(xué)習(xí)提供有力的動力。另外，還可以 讓我們更加深入的了解交通燈等與我們所學(xué)知識有關(guān)的生活期間的工作原理。 更重要的是要通過制作來了解交通燈控制系統(tǒng)，了解譯碼器、計(jì)數(shù)器、寄存器 芯片的作用。 1.2 設(shè)計(jì)背景 在大、中城市，十字道

6、口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機(jī)和行人 的行為準(zhǔn)則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關(guān)鍵。 當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈 綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃 綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時(shí)間控制顯 示中，通常要么東西、南北兩方向各 50秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向 60 秒，南北方向 40秒，時(shí)間控制都是固定的。但是，實(shí)際上不同時(shí)刻的車輛流通 狀況是十分復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機(jī)的，還經(jīng)常受認(rèn)為因素的影響。采 用定時(shí)控制經(jīng)常造成道路有效應(yīng)用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)綠燈方向車

7、輛較少，紅燈 方向車輛積壓。其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變化時(shí)，不能滿足司機(jī)與路人 的實(shí)際需要，輕者造成時(shí)間上的浪費(fèi)，重者直接導(dǎo)致交通堵塞。這就需要一個(gè) 安全、自動的系統(tǒng)對紅、黃、綠的轉(zhuǎn)化進(jìn)行管理。本次的設(shè)計(jì)就是基于此目的 進(jìn)行的。 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）要求東西方向的紅、黃、綠燈和南北方向的紅、黃、綠燈按照正常的 工作時(shí)序進(jìn)行工作，黃燈亮?xí)r應(yīng)為閃爍狀態(tài)； （2）南北和東西車輛交替進(jìn)行， ，各通行時(shí)間 24秒 （3）每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先閃爍 4秒，才可以變換運(yùn)行方向 （4）十字路口要有數(shù)字顯示作為時(shí)間提示，以倒計(jì)時(shí)按照時(shí)序要求進(jìn)行顯 示； （5）可以手動調(diào)整和自動控制，夜間為黃燈閃耀狀態(tài)

8、 2 Multisim 技術(shù)簡介 2.1 Multisim 的發(fā)展歷史 Multisim是加拿大圖像交互技術(shù)公司（Interactive Image Technoligics 簡稱 IIT公司)推出的以 Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字 電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入 方式，具有豐富的仿真分析能力。 工程師們可以使用 Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進(jìn)行 仿真。Multisim 提煉了 SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電 子學(xué)

9、教育。通過 Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB 設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作 者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測試這樣一個(gè)完整的綜 合設(shè)計(jì)流程。 該軟件實(shí)現(xiàn)了 EWB4.0-- EWB5.0-- EWB6.0-- Multisim2001-- Multisim 7-- Multisim 8-- Multisim 9-- Multisim 10的發(fā)展過程。 目前在各高校教學(xué)中普遍使用 Multisim2001，網(wǎng)上最為普遍的是 Multisim 9，NI 于 2007年 08月 26日發(fā)行 NI系列電子電路設(shè)計(jì)軟件，NI Multisim v 10作為其中一個(gè)組成部分包含于其中

10、。 2.2 Multisim 10 的概述 （1）通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境, 輕松設(shè)計(jì)電路 （2）通過交互式 SPICE仿真, 迅速了解電路行為 （3）借助高級電路分析, 理解基本設(shè)計(jì)特征 （4）通過一個(gè)工具鏈, 無縫地集成電路設(shè)計(jì)和虛擬測試 （5）通過改進(jìn)、整合設(shè)計(jì)流程, 減少建模錯(cuò)誤并縮短上市時(shí)間 NI Multisim軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、 高效地對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借 NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整 組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高 級 SPICE分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計(jì)流程中提早對電路設(shè)計(jì)

11、進(jìn)行的迅速驗(yàn)證， 從而縮短建模循環(huán)。與 NI LabVIEW和 SignalExpress軟件的集成，完善了具有 強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測量。 Multisim10軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真分析的基本步驟為：設(shè)計(jì)創(chuàng)建仿真電路原理圖 電路圖選項(xiàng)的設(shè)置使用仿真儀器設(shè)定仿真分析方法啟動 Multisim10仿真。 2.3 Multisim 10 的基本操作界面 1.啟動 Multisim 10雙擊桌面上的 Multisim快捷方式或選擇程序菜單中的 Multisim選項(xiàng)，即可進(jìn)入。打開界面如下圖： 圖 1 工作界面 2. Multisim界面 圖 2 Multisim 界面 3

12、. Multisim的常用界面介紹 （1）常用的器件、芯片等擇對話框，如下圖： 圖 3 選擇器件對話框 （2）常用儀器的選擇 圖 4 示波器，信號發(fā)生器等儀器的選擇框 3 總體設(shè)計(jì) 3.1 總體設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)交通信號控制燈要求白天的工作方式如圖 2-1： 夜晚的工作方式是：南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動一次，其他燈不 亮，因此總的設(shè)計(jì)框圖如圖 2-2： 圖 6 總設(shè)計(jì)原理框圖 3.2 秒脈沖發(fā)生器 3.2.1 555 定時(shí)器的簡介 555定時(shí)器是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用十分廣泛。 秒脈 沖發(fā) 生器 倒計(jì) 時(shí)裝 置 主控 制電 路 交通 信號 燈 數(shù)碼顯示 裝置 圖 5 信

13、號指示燈白天點(diǎn)亮流程圖 南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮 24s 南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮 4s 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 24s 南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮 4s 該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施 密特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。它的內(nèi)部電壓標(biāo) 準(zhǔn)使用了三個(gè) 5K的電阻，故取名 555電路。其電路類型有雙極型和 CMOS型兩 大類，兩者的工作原理和結(jié)構(gòu)相似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù) 碼都是 555或 556；所有的 CMOS產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是 7555或 7556，兩 者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易

14、于互換。555 和 7555是單定時(shí)器，556 和 7556是雙定時(shí)器。雙極型的電壓是+5V+15V，輸出的最大電流可達(dá) 200mA，CMOS 型的電源電壓是+3V+18V。 3.2.2 555 定時(shí)器的工作原理 圖 7 555 定時(shí)器內(nèi)部框圖 555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖 8-1所示。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè) 基本 RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān) T，比較器的參考電壓由三只 5K 的電阻器構(gòu) 成分壓，它們分別使高電平比較器 A1同相比較端和低電平比較器 A2的反相輸 入端的參考電平為 和 。A1 和 A2的輸出端控制 RS觸發(fā)器狀態(tài)和放 電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，55

15、5 的輸出端 3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自 2腳輸入并低于 時(shí)，觸發(fā)器置位，555 的 3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。 是復(fù)位端，當(dāng)其為 0時(shí)，555 輸出低電平。平時(shí)該端開路或接 VCC。 Vc是控制電壓端（5 腳） ，平時(shí)輸出 作為比較器 A1的參考電平，當(dāng) 5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一 種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè) 0.01uf的電容器到地，起濾波作用， 以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。 T為放電管，當(dāng) T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳 7的電容器提供低阻放電電路。 3.2.3 555 定時(shí)器的引腳圖及功能表介紹

16、555定時(shí)器的引腳圖如下： 圖 8 555 定時(shí)器的引腳圖 555定時(shí)器的狀態(tài)表如下圖： 圖 9 555 定時(shí)器功能表表的截圖 3.2.4 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖發(fā)生器 由于黃燈點(diǎn)亮?xí)r按秒閃動以及時(shí)間顯示按秒倒計(jì)時(shí)，所以需要設(shè)計(jì)秒脈沖 產(chǎn)生電路。秒脈沖產(chǎn)生電路實(shí)際就是一個(gè)多諧振蕩電路，它可以是用門電路和 電阻、電容組成的多諧振蕩電路，也可以是用 555定時(shí)器和電阻、電容組成的 多諧振蕩器。為了電路簡單和調(diào)節(jié)振蕩周期方便，選擇用 555定時(shí)器組成多諧 振蕩器。 振蕩周期與頻率的計(jì)算公式為：T=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+2R2)C,電源電壓 為 Vcc=5V，其中電路圖中 C

17、1的作用是防止電磁干擾對振蕩電路的影響，課程 設(shè)計(jì)中要求輸出 T=1S，選取電容為 C1=10nF，C2=10uF，R1=48k，根據(jù)振蕩周 期計(jì)算，選擇電阻 R2=48k。在 Multisim中進(jìn)行仿如圖 3-1： 圖 10 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖發(fā)生器 由此電路就可以產(chǎn)生脈沖頻率為 1赫茲的脈沖。 3.3 倒計(jì)時(shí)裝置 3.3.1 十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器 74LS192 的工作原理 74LS192同步可逆遞增/遞減 BCD 計(jì)數(shù)器。74LS192 的預(yù)置數(shù)是異步的，當(dāng) 置入控制端（Load）為低電平時(shí)，不管時(shí)鐘（CP）的狀態(tài)如何, 輸出端 （Q0Q3）即可預(yù)置成與數(shù)據(jù)輸入端（D0D3）相

18、一致的狀態(tài)。74LS192 的計(jì) 數(shù)是同步的，當(dāng)計(jì)數(shù)控制端（CTEN ）為低電平時(shí)，在 CP 上升沿作用下 Q0Q3 同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。當(dāng)計(jì)數(shù)方式控制（U /D） 為低電平時(shí)進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)方式控制（U /D）為高電平時(shí)進(jìn)行減計(jì)數(shù)。只 有在 CP 為高電平時(shí) CTEN 和 U /D 才可以跳變。74LS192 有超前進(jìn)位的功能， 當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，進(jìn)位/錯(cuò)位輸出端（CO/BO）輸出一低電平脈沖，其寬度為 CP 脈沖周期的高電平脈沖；行波時(shí)鐘輸出端（ RC ）輸出一個(gè)寬度等于 CP 低電 平部分的低電平脈沖。利用 RC 端，可級聯(lián)成 N 位同步計(jì)數(shù)器。當(dāng)采用并行 CP

19、控制時(shí)，則將 RC 接到后一級 CT ；當(dāng)采用并行 CT 控制時(shí)，則將 RC 接到后一 級 CP。 引出管腳符號： CO/BO進(jìn)位輸出/借位輸出端 CLK 時(shí)鐘輸入端（上升沿有效） U1 LM555CM GND1 DIS 7 OUT 3 RST 4 VCC 8 THR 6 CON 5 TRI 2 VCC 5V C1 100nF C210nF R1 48k R248k VCC1 2 0 19 CTEN 計(jì)數(shù)控制端（低電平有效） D0D3 并行數(shù)據(jù)輸入端 LOAD 異步并行置入控制端（低電平有效） Q0Q3 輸出端 RC 行波時(shí)鐘輸出端（低電平有效） U /D 加/減計(jì)數(shù)方式控制端 74LS19

20、2芯片的引腳圖如下： 圖 11 74LS192 的引腳圖 圖 12 74LS192 功能表的截圖 3.3.2 由 74LS192 構(gòu)成的倒計(jì)時(shí)裝置 十字路口要有數(shù)字顯示作為倒計(jì)時(shí)提示，以便人們直觀的把握時(shí)間。具體 的工作方式為：當(dāng)某方向綠燈亮?xí)r，只顯示器為某值，然后每秒減 1，計(jì)數(shù)方 式工作，直至減到 4或 0時(shí)，十字路口的紅綠燈變換，一次工作結(jié)束后進(jìn)入下 一步某方向的工作循環(huán)。在倒計(jì)時(shí)的過程中計(jì)數(shù)器還向信號燈提供模為 4的定 時(shí)信號 T1和模為 0的定時(shí)信號 T2，用以控制黃燈的閃爍和黃燈向紅燈變換。 U1 7 4 L S 1 9 2 D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3 QB

21、2 QC 6 QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13 CO 12CLR14 因?yàn)橐?jì)數(shù)的數(shù)字從 24開始，所以要用兩片 74LS192級聯(lián)得到。級聯(lián)的電路 圖如圖所示： 圖 13 兩片 74LS192 的級聯(lián)圖 3.4 數(shù)碼顯示裝置 本設(shè)計(jì)采用的七段顯示譯碼器，如下圖所示： 圖 14 七段顯示譯碼器 將七段顯示譯碼器與上述倒計(jì)時(shí)裝置相連，連接圖如下： U2 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC 6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 U3 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC

22、6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 VCC 5V VCC 5V VCC 4 3 VCC 0 0 U14 DCD_HEX_DIG_GREEN U2 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC 6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 U3 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC 6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 U4 DCD_HEX_DIG_GREEN U5 DCD_HEX_DIG_GREEN VCC 5V VCC 5V VCC

23、 17 VCC 0 0 14131211 78 16 圖 15 七段顯示譯碼器與倒計(jì)時(shí)裝置的連接圖 按照上圖連接便可以數(shù)字的形式現(xiàn)實(shí)倒計(jì)時(shí)裝置的工作狀態(tài)。 3.5 主控制電路 3.5.1 芯片 74Ls160 的介紹 74Ls160是可預(yù)置十進(jìn)計(jì)數(shù)器，由四個(gè) D 型觸發(fā)器和若干個(gè)門電路構(gòu)成， 內(nèi)部有超前進(jìn)位，具有計(jì)數(shù)、置數(shù)、禁止、直接（異步）清零等功能。對所有 觸發(fā)器同時(shí)加上時(shí)鐘，使得當(dāng)計(jì)數(shù)使能輸入和內(nèi)部門發(fā)出指令時(shí)輸出變化彼此 協(xié)調(diào)一致而實(shí)現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步（脈沖時(shí)鐘）計(jì)數(shù)器中 常有的輸出計(jì)數(shù)尖峰。緩沖時(shí)鐘輸入將在時(shí)鐘輸入上升沿觸發(fā)四個(gè)觸發(fā)器。這 種計(jì)數(shù)器是可全編程的，即輸

24、出可預(yù)置到任何電平。當(dāng)預(yù)置是同步時(shí)，在置數(shù) 輸入上將建立一低電平，禁止計(jì)數(shù)，并在下一個(gè)時(shí)鐘之后不管使能輸入是何電 平，輸出都與建立數(shù)據(jù)一致。清除是異步的（直接清零） ，不管時(shí)鐘輸入、置數(shù) 輸入、使能輸入為何電平，清除輸入端的低電平把所有四個(gè)觸發(fā)器的輸出直接 置為低電平。超前進(jìn)位電路無須另加門，即可級聯(lián)出 n 位同步應(yīng)用的計(jì)數(shù)器。 它是借助于兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入和一個(gè)動態(tài)進(jìn)位輸出來實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸 入（ENP 和 ENT）計(jì)數(shù)時(shí)必須是高電平，且輸入 ENT 必須正反饋，以便使能動 態(tài)進(jìn)位輸出。因而被使能的動態(tài)進(jìn)位輸出將產(chǎn)生一個(gè)高電平輸出脈沖，其寬度 近似等于 QA 輸出高電平。此高電平溢出進(jìn)位

25、脈沖可用來使能其后的各個(gè)串聯(lián) 級。使能 ENP 和 ENT 輸入的跳變不受時(shí)鐘輸入的影響。電路有全獨(dú)立的時(shí)鐘電 路。改變工作模式的控制輸入（使能 ENP、ENT 或清零）縱使發(fā)生變化，直到 時(shí)鐘發(fā)生為止，都沒有什么影響。計(jì)數(shù)器的功能（不管使能、不使能、置數(shù)或 計(jì)數(shù)）完全由穩(wěn)態(tài)建立時(shí)間和保持時(shí)間所要求的條件來決定。 3.5.2 芯片 74Ls160 的引腳圖及功能表 74Ls160芯片的引腳圖及功能表如下圖： 圖 16 74Ls160 的引腳圖 圖 17 74Ls160 功能表的截圖 U1 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A3 B4 C5 D6 E

26、NP7 ENT10 LOAD9 CLR1 CLK2 3.5.3 主控電路的構(gòu)成 為了實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)裝置分別從 24s，20s，4s 開始倒計(jì)時(shí)，須由三個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換 來實(shí)現(xiàn)數(shù)字不同時(shí)減法計(jì)數(shù)器不同的預(yù)置數(shù)，因此，我們選用計(jì)數(shù)器 74Ls160 來實(shí)現(xiàn)上述功能。電路連接如下圖： VCC 5V U8 74LS160N QA 14QB 13 QC 12QD 11 RCO 15 A3 B4 C5 D6 ENP7 ENT10 LOAD9 CLR1 CLK2 U12A 74S03D 0VCC 22 231 圖 18 主控原件 由上圖可以實(shí)現(xiàn)其輸出端輸出信號由 01,10,11三個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。由于當(dāng)減 法計(jì)數(shù)器減到

27、 00時(shí)，需重新置數(shù)，此時(shí)需給計(jì)數(shù)器 74Ls160一個(gè)信號使其狀態(tài) 發(fā)生改變，并使減法計(jì)數(shù)器進(jìn)入不同的置數(shù)。其具體連接圖如下（此為東西向 的控制電路圖，其循環(huán)狀態(tài)時(shí)紅燈綠燈黃燈；因此南北向的控制電路狀態(tài) 轉(zhuǎn)換應(yīng)為綠燈紅燈黃燈）： U2 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC 6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 U3 74LS192D A15 B1 C10 D9 UP5 QA 3QB 2 QC 6QD 7 DOWN4 LOAD11 BO 13CO 12CLR14 U4 DCD_HEX_DIG_GREEN U5 DCD_HE

28、X_DIG_GREEN VCC 5V VCC 5V VCC 5V U6B 7432N U6A 7432N U6C 7432NU6D 7432N U7A 7433NU7B 7433N U8 74LS160N QA 14QB 13 QC 12QD 11 RCO 15 A3 B4 C5 D6 ENP7 ENT10 LOAD9 CLR1 CLK2 U11A74S03N U12A74S03D U22A74S38N 0VCC 0 VCC 0 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 2827 26 25 VCC 44 45 圖 19 主控電路的置數(shù)功能 3.6 交

29、通信號燈 由于紅燈亮的時(shí)間為 24s，綠燈亮的時(shí)間為 20s，黃燈為 4s，并與倒計(jì)時(shí) 顯示裝置同步。同時(shí)，主控制電路中 74Ls160輸出為 QAQBQCQD，本設(shè)計(jì)只是用 QAQB，分別為 00,01,10,11，我們只采用 01.10.11三個(gè)狀態(tài)。因此，東西方向 上的紅、綠、黃燈分別對應(yīng) 01,10,11.南北方向上的紅、綠、黃燈分別對應(yīng) 11,01,10.連接圖如下說是： VCC5V U8 74LS160N QA 14QB 13 QC 12QD 11 RCO 15 A3 B4 C5 D6 ENP7 ENT10 LOAD9 CLR1 CLK2 U12A 74S03D X1 2.5 V

30、X3 2.5 V X5 2.5 V U9A74S04N U23B74S04N U28B74S08N U29C74S08N U30C74S08N 0VCC 49 48 47 57 55 56 52 51 圖 20 交通信號燈的控制電路 南北電路的連接圖見最后的總圖。 3.7 夜間工作模式 為了使實(shí)驗(yàn)在一次課時(shí)間內(nèi)完成，本設(shè)計(jì)中白天與夜間的轉(zhuǎn)換開關(guān)為手動 開關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中可以設(shè)計(jì)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。 用光敏電阻或光敏二極管、光敏三極管組成光亮度檢測電路，光亮度檢測 電路檢測的電信號送入滯回電壓比較器，滯回電壓比較器根據(jù)光亮度輸出高低 電平信號，這個(gè)信號經(jīng)延時(shí)電路后（可用單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)） ，作為白天與夜

31、間的 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。這樣當(dāng)天黑以后經(jīng)一段延時(shí)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)成夜間工作方式。第 二天天量后經(jīng)一段延時(shí)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換成白天工作方式。在本次課程設(shè)計(jì)中選 擇使用手動切換白天與夜晚模式的選擇。 3.8 手動控制部分與黃燈閃耀部分 夜晚模式改為手動控制后，應(yīng)由電建開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。夜晚時(shí)分，應(yīng)將開關(guān)如 下圖所示連接。同時(shí)，由于黃燈要求在 4s內(nèi)以及夜晚時(shí)為閃爍狀態(tài)，所以東西 方向的黃燈應(yīng)由秒脈沖和 QAQB用與門連接來控制，電路連接如下圖：（南北方 向連接圖見總圖） VCC 5V U8 74LS160N QA 14QB 13 QC 12QD 11 RCO 15 A3 B4 C5 D6 ENP7 ENT10 LO

32、AD9 CLR1 CLK2 U12A 74S03D X12.5 V X32.5 V X52.5 V U9A74S04N U23B74S04N U28B74S08N U29C74S08N U30C74S08N J1 Key = Space J3 Key = Spac J4 Key = Space 66 65 0VCC 62 61 60 59 64 63 V1 1 Hz 5 V 2 3 4 1 圖 21 手動控制電路及黃燈閃爍電路 4 設(shè)計(jì)總結(jié) 此次課程設(shè)計(jì)主是運(yùn)用本學(xué)期所學(xué)到的模擬電子技術(shù)知識來設(shè)計(jì)一個(gè)符合 要求的交通信號控制系統(tǒng)。要求我們運(yùn)用所學(xué)知識將幾種單元電路組合起來， 并且能夠根據(jù)給定性

33、能指標(biāo)求解電路中的參數(shù)，最后在實(shí)踐方面還要求我們要 有動手能力，繪制出仿真電路并調(diào)試。通過這次數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我學(xué) 到了很多的東西，不僅鞏固以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒 有的知識。從而進(jìn)一步加深了對數(shù)字電子技術(shù)的了解，讓我對它產(chǎn)生了濃厚的 興趣。這次課程設(shè)計(jì)讓我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，而設(shè)計(jì)運(yùn)用時(shí)要求 對基礎(chǔ)知識掌握的特別牢固熟練，才能很快的想到并學(xué)以致用，因此我們在以 后的學(xué)習(xí)中更應(yīng)該甲苯努力的學(xué)習(xí)。 這次課設(shè)讓我從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思 考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到

34、的問題，可以說是困難重重，這畢竟第一次做， 難免會遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處， 對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。不同的學(xué)生設(shè)計(jì)出不 同的電路模型。通過與同學(xué)們交流，讓我可以用全新的視角去看待問題，思考 問題并進(jìn)一步解決問題。 總得來說這次交通控制邏輯電路的設(shè)計(jì)比較成功的。在設(shè)計(jì)中遇到了很多 問題，尤其在運(yùn)行仿真圖時(shí)，最后在馬老師的辛勤的指導(dǎo)下，終于下載調(diào)試成 功。很感謝學(xué)校為我們安排的這次課設(shè)以及指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)和詳細(xì)講解， 同時(shí)很感謝同學(xué)們的幫助。 參考文獻(xiàn) 1.郭鎖利,基于 Multisim 10的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真與綜合應(yīng)用.人民郵電出

35、版社, 2008.2 2.王鴻明，段玉生.電工與電子技術(shù).高等教育出版社，2009.12 3.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社，2009.2 4.吳俊芹.電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)與課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2009.4 5 畢滿清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.3 附錄 1 器件明細(xì)表 器件名稱 器件型號 器件數(shù)目 非門 74LS05 5個(gè) 或門 74LS32 9個(gè) 與門 74LS21 9個(gè) 與非門 74LS00 6個(gè) 或非門 4002BD 4個(gè) 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS160 2個(gè) 十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器 74LS192 4個(gè) 數(shù)字顯示屏 BCD-HEX-GREEN 4個(gè) 多諧振蕩器 555構(gòu)成 1個(gè) 單刀雙置開關(guān) SWICH 6個(gè) 電阻 48K 2個(gè) 電容 10nF 1個(gè) 10uF 1個(gè) 燈泡 PROBE-GREEN 2個(gè) PROBE-RED 2個(gè) PROBE-YELLOW 2個(gè) 直流電源 VCC 8個(gè) 接地 GND 8個(gè)