交通信号灯倒计时显示电路大学课程设计.docx
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交通信号灯倒计时显示电路大学课程设计.docx
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交通信号灯倒计时显示电路大学课程设计
天津理工大学中环信息学院
电子技术课程设计
设计题目:
交通信号灯倒计时显示电路的设计
姓名:
学号:
系别:
专业班级:
开始日期:
年6月28日完成日期年7月1日
指导教师:
成绩评定等级
天津理工大学中环信息学院
课程设计任务书
系别:
班级:
姓名:
学号:
课程名称
电子技术课程设计
设计题目
交通信号灯倒计时显示电路的设计
设计
任务
描述
及
基本
要求
一、任务描述:
;
秒脉冲电路,计数电路,译码电路,显示电路;
二、基本要求
两位秒数字显示,能进行自动R、G、Y转换。
任务下
达时间
2013年6月28日
设计完
成时间
2013年7月1日
主要参考材料
1、数字电子技术基础(第五版)阎石清华大学出版社
辅导老师
姓名
教研室
意见
年月日
天津理工大学中环信息学院
课程设计成绩评定表
系别:
班级:
姓名:
学号:
评分项目及标准
权值
实际得分
评价内容
优秀标准(各教学单位制定标准)
设计选题
10
说明书(论文)质量
30
独立工作能力及设计期间的表现
40
回答问题情况
10
特色与综合素质
10
指导老师
得分合计
目录
一、设计意义…………………………………………5
二、设计方案比较……………………………………6
三、电路组成框图……………………………………8
四、电路原理图……………………………………12
五、组装及技术指标测试……………………………14
六、总结……………………………………………15
一、设计意义
为了应对新交通规则,设计能够显示红绿灯的剩余时间,可以让司机更好的判断行车方式。
也让交通系统更加完善。
1、题目分析
交通信号倒计时,应该最少可以两位倒计时显示,并且在可以在绿灯倒计时结束之后,黄灯亮,且可以进行3秒倒计时。
然后切换红灯。
等红灯到计时结束后,有切到绿灯,并且倒计时。
2、任务分解
本电路可以分4部分组成;秒脉冲电路,计数电路(计数部分包括黄灯3秒计数和红绿等99秒计数),译码电路,显示电路。
表1元件清单
元件名称
参数
型号
数量
单价
计数器
74LS193
3
2元
计数器
74LS160
1
3元
译码器
74LS48
2
2.5元
与非门
74LS00
2
1.2元
或非门
74LS02
2
0.9元
电阻
1k
14
0.1元
电阻
47k
2
0.1元
电容
0.01uF
0.1元
电容
10uF
1
0.1元
非门
74LS40
2
1.5元
2、设计方案构思
计数部分电路采用两片74LS193构成99进制减法计数器,用来显示红,绿信号灯剩余时间,在用一片74LS193构成三进制减法计数器,用来显示黄灯剩余时间。
用一片74LS160记录减法计数器循环的次数,等74LS160加法计数器在不同的输出时对应了不同的信号灯,即可轻松控制不同颜色灯的自由切换。
二、设计方案比较
(选2—3个方案、特点分析,确定方案理由)
设计方案要求能够完成交通信号等的倒计时显示,可以采用74LS191,74LS192,74LS193,等芯片作为电路计数部分。
1、设计方案一
电路依然采用74LS193芯片做为计数电路,但因为有两种不同进制的计数器从在,所以当99进制的计数器在绿灯计数结束后停止工作,3进制计数器开始工作,同时3进制计数器用74LS48组成的译码电路和7段数码管显示电路。
完成3秒倒计时显示。
当3进制计数器完成计数后,99进制计数器工作,3进制计数器停止工作。
同时另一组由74LS48组成的译码电路和7段数码管显示电路。
完成99秒倒计时显示。
用555多谐震荡电路产生秒脉冲。
用74LS160来控制绿,黄,红信号的的切换。
同时也控制不同进制计数器的工作。
从而切换不同的进制计数。
方案一设计图见图1
图1方案一设计图
2、设计方案二
电路采用74LS193芯片做为计数电路,但因为有两种不同进制的计数器从在,所以当99进制的计数器在绿灯计数结束后停止工作,3进制计数器开始工作,同时3进制计数器用74LS48组成的译码电路和7段数码管显示电路。
完成3秒倒计时显示。
当3进制计数器完成计数后,99进制计数器工作,3进制计数器停止工作。
通过或门,和第一个显示电路按照一定规则连接,完成99秒倒计时显示。
用555多谐震荡电路产生秒脉冲。
用74LS160来控制绿,黄,红信号的的切换。
同时也控制不同进制计数器的工作。
从而切换不同的进制计数。
方案二设计图见图2,脉冲产生电路见图3
图2方案二电路设计图
图3秒脉冲产生电路
2、两种方案比较
方案一虽然基本原理和方案二相差不多,但是方案一采用了两部分译码点了和显示电路。
会增加产品成本,并且实用行也不高,因为用同两部分显示电路会分散司机注意力,影响交通安全。
相比方案一方案二成本低,电路稳定性高,而且也符合人们平时生活习惯。
综上所述,故选方案二做为本次设计方案
三、电路组成框图
电路由以下几个部分组成:
99进制减法计数电路、3进制减法计数电路、加法电路、译码电路、显示电路、脉冲产生电路组成
1、99进制减法计数电路
99进制减法计数电路用两片74LS193构成一个99进制减法计数器(如图4)。
用来记录红,绿信号的剩余时间长短,99进制减法计数电路的工作与否由加法电路控制
图499进制减法计数电路
2、3进制减法计数电路
用一片74LS193来构成3进制减法计数电路.(如图5),用来记录黄灯的剩余时间。
3进制减法电路的工作与否,由加法电路控制。
图53进制减法电路
3、加法计数电路
用一片74LS160来构成一个5进制加法计数电路(如图6),用来控制红、绿、黄信号灯的切换。
也控制99进制减法计数器和3进制减法计数器的工作状态
图6加法计数电路
4、译码电路
译码电路用74LS48来构成(如图7),主要作用是将二进制代码,转化为数码可识别的信号。
图7译码电路
5、显示电路
显示电路用7段数码显示管构成(如图8)。
主要作用是将译码器索译出的信号显示出来,这样司机就可以直接看见倒计时显示。
图8显示电路
6、秒脉冲产生电路
由NE555构成多谐振荡器。
产生周期为1秒的脉冲信号。
T=(R1+2R2)Cln2=1取C=10uFR=
=
=48KΩ
占空比q=
频率f=
。
多谐震荡电路见如图9
图9多谐震荡电路
四、电路原理图
在ProtelDXP2004中绘制原理图,通过导线和芯片和电子元件构成电路原理图,然后在生产电路板。
1、电路原理图
由于电路比较复杂,在ProtelDXP2004一张图纸完成不了,所以分两张图纸画图,第一先画系统框图(如图10),然后在分别画各个模块对应的电路图。
脉冲产生电路分为另一张图(如图11)。
电路原理图别的部分为一张图纸(如图12)。
通过系统总图建立电气连接关系
图10系统框图
图11脉冲产生电路部分
图12其余电路原理图
2、PCB板图
通过原理图生成PCB板图,首先都元件布局,把元件调到合适的位置后开始布布线,布线钱设置布线线宽,GND网络线宽设为20mil,VCC网络线宽设置为15mil。
其余的先都设为10mil。
布线完成后,接着敷铜。
一切完成后就可以直接印刷电路板了。
如图13为完成效果
图13PCB板图
五、组装及技术指标测试
(组装注意事项、测试图、测试仪器、测试方法、仿真、注意事项)
由于芯片和电阻比较多,焊接是要注意区分。
测试电路收到干扰时的工作性能。
还能不能正常工作。
1、组装注意项
对于本电路需要焊接的地方很多,组装时一定要熟悉焊接,并且要有耐心,尽量不要出现虚焊,漏焊,错焊。
电路图笔记复杂,如果出现这种问题,一般情况下,是很难排除的,很有可能又要重新做板子了。
既浪费材料又浪费时间,索以要从源头减少错误,尽量少出现错误。
2、测试方法
测试方法就是给板子供电,电路板开始工作,观察电路工作情况,是否和设计时所要达到的要求一样。
还要测量脉冲产生的秒周期是否标准,通过多次测量计算出误差。
六、总结
刚开始看到课题感觉无从下手,等静下心来才发现其实基本所涉及的知识都是
学习过的。
这段时间过的很充实,通过课程设计又把以前学到的只是复习了一边。
很多不会的地方。
通过上网找资料,或去图书馆,又学到一些自己不会的知识。
课
程设计可以为以后的工作,等各方面打开了基础。
通过这段时间的课程设计,让我认识到了电子设计的过程,知道了一个产品从构思到设计,到生产的过程
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- 关 键 词:
- 交通 信号灯 倒计时 显示 电路 大学 课程设计