《数字电子技术》课程设计报告.docx
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《数字电子技术》课程设计报告
《数字电子技术》课程设计
总结报告
题目:
1、红绿灯控制器
2、汽车尾灯控制器设计
日期:
2011年5月21日
目录
一.设计任务书
二.设计框图及整机概述
三.各单元电路的设计方案及原理说明
四.调试过程及结果分析
五.附录(包括:
整机逻辑电路图和元器件清单)
六.设计、安装及调试中的体会
七、对本次课程设计的意见及建议
红绿灯控制器
一、设计任务书
1、题目:
红绿灯控制器
2、设计要求设计一个红绿灯
控制器设计应具有以下功能
基本设计要求:
设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功能
(1)东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮。
.
(2)东西方向黄灯亮,南北方向红灯亮。
(3)东西方向红灯亮,南北方向绿灯亮。
(4)东西方向红灯亮,南北方向黄灯亮。
要求有时间显示(顺数、逆数皆可),时间自定。
(大于15秒以上),可添加其他功能。
3、给定条件
只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计。
(不一定是实验用过的)
十字路口交通示意图
二、设计框图及整机概述
该电路主要由以下五部分组成:
1、状态控制器
2、状态译码器
3、减法计数器
4、秒脉冲发生器5
5、预置数电路信号灯显示电路
整机概述:
该电路旨在模拟交通灯基本工作原理。
在预置数电路信号灯显示电路中设定东西方向绿灯(38秒)、黄灯(10秒)、红灯(28秒),电路按照设计要求的状态工作。
设计结构框图:
三.各单元电路的设计方案及原理说明
1状态控制器
(1)交通灯工作流程如图2所示
主道绿灯亮,支道红灯亮
(2)状态控制器
信号灯四种不同的状态分别用S0(主道绿灯亮,支道红灯亮)、S1(主道黄灯亮,支道红灯亮)、S2(主道红灯亮,支道绿灯亮)、S3(主道红灯亮,支道黄灯亮)表示,其状态编码及状态转换图3所示。
所以状态控制器电路如图所示:
2、状态译码器设计
主、支道上红、绿、黄(用蓝灯表示)信号灯的状态主要取决状态控制器的输出状态。
他们之间的关系见真值表如表2所示。
对于信号灯的状态,“1”表示灯亮,“0”表示灯灭。
表2信号灯信号真值表
状态控制器输出
主道信号灯
支道信号灯
Q2
Q1
R(红)
Y(黄)
G(绿)
r(红)
y(黄)
g(绿)
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
根据真值表,可求出各信号灯的逻辑函数表达式为:
所以有交通灯的显示电路如图5所示:
3.减法计数器
本电路采用两片同步十进制加/减法计数器74LS190,用串行进位方式构成一个百进制减法计数器,再采用预置数的方法,构成三十八进制的减法计数器。
如下图所示:
4、秒脉冲发生器
直接采用EWB中的时钟源
5、数码管显示电路
数码管的输入端从左到右依次接入计数器的输出端的高位到低位
四.调试过程及结果分析
调试过程由EWB电路仿真软件实现。
首先总体规划电路模块,然后分模块进行设计、仿真测试,最后将各模块之间联系为一体,即可形成整个电路系统。
整机调试步骤如下:
1、启动仿真;
2、在减法计数器电路中设定红灯、黄灯、绿灯时间;
3、进行仿真,电路按照设计要求进行工作。
五、附录
1、元器件清单
74LS190芯片2片;74LS163芯片1片;数码管2个:
彩色指示灯6个;
与门、非门、与非门、或门若干个。
2、整机电路图
汽车尾灯控制器设计
一、设计任务书
1、题目汽车尾灯控制器设计
要求在实验箱上独立做出具体电路
2、设计要求
设计系统应具有以下功能
汽车尾灯两侧各有3个指示灯汽车运行时具有如下模式:
1)汽车正向行使时,左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。
2)汽车右转弯行驶时,右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮,
3)汽车左转弯行驶时,左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮
4)汽车临时刹车时,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。
3、给定条件
.只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计;
为了区分4种不同的显示模式,设置2个状态控制变量,K1、K0。
汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
控制变量
K1K0
汽车运行状态
左侧的3个指示灯
D1D2D3……
右侧的3个指示灯
D1D2D3……
00
正向行驶
熄灭状态
熄灭状态
01
右转弯行驶
熄灭状态
按D1、D2、D3顺序循环点亮
10
左转弯行驶
按D3、D2、D1顺序循环点亮
熄灭状态
11
临时刹车
左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁
K1
K0
汽车尾灯控制器的结构框图
二、设计框图及整机概述
1、该电路主要由以下5部分组成
开关K1、K0,四进制计数器,3-8线译码器,驱动电路,尾灯状态显示
2、整机概述
该电路模型旨在模拟汽车尾灯工作原理。
当不操作时,所有灯处于熄灭状态;当按下K1开关时,左侧的4个指示灯按从右到左的循序循环点亮;当按下K0开关时,右侧的4个指示灯按从左到右的顺序循环点亮;当K1、K0开关同时按下时,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。
3、设计框图如下图所示:
三、各单元电路的设计方案及原理说明
1、四进制计数器由74LS160通过取QB、QA输出端作为74LS138的B、A输入端构成。
如下图所示:
2、尾灯状态显示
尾灯显示电路如下图所示:
3、选择不同工作方式的开关控制的部分电路如下图:
(1)汽车正向行驶时,全部的灯处于熄灭状态。
此时K1=K0=0,译码器74LS138的G1输入端为低电平,译码器禁止工作。
(2)汽车左转弯时,左边的指示灯由右到左循环点亮,右边的灯全部熄灭。
此时K1=1,K0=0,译码器74LS138的G1输入端为高电平,译码器正常工作。
(3)汽车右转弯时,右边的指示灯由左到右循环点亮,左边的灯全部熄灭。
此时K1=0,K0=1,译码器74LS138的G1输入端为高电平,译码器正常工作。
(4)汽车刹车时,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。
此时K1=K0=1,译码器74LS138的G1输入端为低电平,译码器禁止工作。
四、调试过程及结果分析
仿真过程由EWB电路仿真软件实现。
当不操作时,所有灯全部处于熄灭状态;
当按下K1时,左侧的4个指示灯按从右到左的顺序循环点亮;
当按下K0时,右侧的4个指示灯按从左到右的循序循环点亮;
当同时按下K1和K0时,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。
五、附录
1、元器件清单
74LS160芯片1片;74LS138芯片1片;双掷开关2个;
彩色指示灯8个;与门,或门,非门,异或门若干个。
2、整机电路图
设计、安装及调试中的体会
通过本次课程设计,我认识到,要将所学知识活学活用。
在实际的电路设计中,会遇到很多预想不到的问题,这时我们就要尽量想办法解决。
比如在EWB软件中连接电路时不时很好连接,这时我们就需要通过多练习来寻找一些布线的技巧了;还有就是在真正做板时,其中的与门、非门等都需要用芯片等代替,这时我们就要查清楚那些芯片的管脚图,千万不要连错线;在真正做板时,除了考验我们的焊接技术外,我觉得最主要的还是锻炼我们的实际布线能力,我们不应该只是单纯的把板做出来,还要考虑板的美观程度,尽量使板既美观又实用。
这次课程设计让我对数字电子技术有了更深的理解,并提高了自己的动手能力。
在今后的学习中,我们一定要多动手,通过实践来巩固理论知识。
对本次课程设计的意见及建议
学习知识的最主要目的是运用到实践去,我建议老师能多给我们锻炼的机会,但是老师的要求可以适当放宽些,让学生有更多自由发挥的空间,这样可以提高他们学习的主观能动性。
还有就是如果老师已经大体上规定了用到哪些元件,最好给我们清单,避免有些同学设计好了电路,结果老师没有相应的芯片,这样他们还要重新再设计,这样不是很好。
还有就是我觉得EWB这个仿真软件不是很好用,我建议老师能提供一些比较好用的仿真软件,这样我们做起来也比较方便,效率也能相应的提高。
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