数电课程设计完整文档格式.docx
- 文档编号:6340664
- 上传时间:2023-05-06
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:167.46KB
数电课程设计完整文档格式.docx
《数电课程设计完整文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数电课程设计完整文档格式.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
姓名:
张世春院(系):
专业:
计学号:
任务起止日期:
2012/12/24---2012/12/28
课程设计题目:
交通灯控制电路设计
课程设计要求:
完成一个交通灯控制电路设计,系统仿真实现以下功能:
由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口,为确保车辆安全、迅速地通行,在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行;
绿灯亮允许通行;
黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线内。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
设计任务与要求:
(1)用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
(2)当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。
(3)主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。
设计30s和20s计时显示电路。
(4)在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s的黄灯作为过渡,设置5s计时显示电路。
工作计划及安排:
1、查阅资料。
分析比较、选择设计方案;
2、总体设计。
设计计算、元件选取、绘制电路原理图;
3、软件仿真。
利用Proteus软件构建电路,进行虚拟仿真;
4、调试。
利用Proteus软件的调试工具进行分块调试、整机联调;
5、故障排除。
根据调试过程中出现的问题,逐一查找原因,排除故障,使电路达到设计要求;
6、撰写课程设计报告。
要求写出设计思路、工作原理,画出电路结构框图,绘出电路原理图,给出设计参数及调试电路数据,分析设计中遇到的问题和解决方法及设计心得体会。
指导教师签字年月日
课程设计(大作业)成绩
学号:
201111010249姓名:
张世春指导教师:
张虹
总结:
这星期的课程设计,当中有苦也有乐,从苦乐中我学到了很多东西。
不仅很好的复习了一下数电所学的内容,而且提高了自己的动手实践能力。
第一天听了老师的讲解,我了解了交通灯所要完成的各项要求和所需的各种器件。
接下来就是去图书馆查资料,仔细看了几本讲解交通灯的书,我对所要设计的交通灯有了进一步的了解。
设计好电路后,我进行电路的仿真。
仿真出来后发现倒计时错了,我观察了数字的变化,经过多次尝试,改了两片161的级联和脉冲,最后倒计时和灯都符合要求了。
这次课程设计不仅仅是一次动手能力的实践,也是锻炼我们思维能力和意志力的实践,我们从书上学到的是死知识,但通过课程设计,活跃了我们的思维,也给了我们一个发挥自己创新能力的机会。
既是动手实践就会遇到各种问题,也会面对重重困难,不畏艰难,就是我们解决问题的方法。
感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。
指导教师评语:
成绩:
填表时间:
指导教师签名:
一设计目的
1熟悉集成电路的引脚安排。
2掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3了解面包板结构及其接线方法。
4了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。
5学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。
6熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。
二设计要求和指标
(一)设计要求
1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
2.当主干道允许通行亮绿灯时,支干道亮红灯,而支干道允许亮绿灯时,主干道亮红灯。
3.主支干道交替允许通行,主干道每次放行30s、支干道20s。
4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间,要亮5s的黄灯作为过渡,设置5s计时显示电路。
(二)设计指标
1.设计秒脉冲发生器
2.设计交通灯定时
3.设计交通灯控制
4.设计交通灯译码
5.设计交通灯显示时间
三设计内容
3.1数字钟电路工作原理
1.电路各部分的组成和工作原理。
2.元器件的选取及其电路逻辑图和功能。
3.电路各部分的调试方法。
4.在整机电路的设计调试过程中,遇到什么问题,其原因及解决的办法。
5.分析系统的逻辑功能,画出其框图:
图1交通灯控制系统的原理框图
两方向车道的交通灯的运行状态共有4种交通灯是同步的。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源,译码器输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作,控制器是系统的主要部分,由它控制定时器和译码器的工作。
TL:
表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为15秒,即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到,TL=1,否则,TL=0。
TY:
表示黄灯亮的时间间隔为5秒。
定时时间到,TY=1,否则,TY=0。
ST:
表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号。
由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
(1)甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔TL时,控制器发出状态信号ST,转到下一工作状态。
(2)甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,乙车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(3)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。
表示甲车道禁止通行,乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时,控制器发出状态转换信号ST,转到下一工作状态。
(4)甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。
表示甲车道禁止通行,乙车道上位过县停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行。
黄灯亮足规定的时间间隔TY时,控制器发出状态转换信号ST,系统又转换工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。
设控制器的四种状态编码为00、01、11、10,并分别用S0、S1、S3、S2表示,控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。
3.2主要器件
集成电路:
NE55—1片74LS160—2片74LS08—2片74LS04—2片
74LS153—2片74LS74—2片74LS48—2片5106AS—2片
74LS20—1片(74LS04芯片含有4个非门,08、20芯片同上)
电阻:
200欧姆—9个15K欧姆—1个68K欧姆—1个
电容:
0.01uF—1片10uF—2片
其他:
发光二极管—6个
3.3仿真结果与分析
3.3.1主控制电路
控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。
从ASM图可以列出控制器的状态转换表,选用两个D触发器FF1、FFO做为时序寄存器产生4种状态,控制器状态转换的条件为TL和TY,当控制器处于Q1n+1Q0n+1=00状态时,如果TL=0,则控制器保持在00状态;
如果,则控制器转换到Q1n+1Q0n+1=01状态。
这两种情况与条件TY无关,所以用无关项"
X"
表示。
其余情况依次类推,同时表中还列出了状态转换信号ST。
图2主控制电路
3.3.2时钟计时器
这个时钟信号是用555定时器加上3个74ls90作为1000分频电路组成的。
图3计时器
3.3.3译码器
由秒脉冲发生器产生了周期性变化的CLK脉冲,一部分送给了定时器的74LS160芯片,另一部分送给了控制器的74LS74芯片。
在脉冲ST同时加到定时器74LS160芯片的情况下,通过芯片74LS10将会输出TY、TY非;
TL、TL非。
即TY和TY非放大的结果是秒脉冲的5倍;
TL和TL非放大的结果是秒脉冲的25倍。
前者输出的信号是后者的1/5。
将定时器输出的TY。
TY非;
TL。
TL非分别作用于控制器的芯片74LS153中,在CLK脉冲置于芯片74LS74中会输出高低变化的电平。
控制器中的信号在送给由芯片74LS08组成的译码器后再通过电路中的指示灯和200欧的电阻从而得到交通灯的逻辑电路,这种电路的结果最终通过小灯的正常闪烁来实现。
图4译码器
3.3.4时间显示
显示部分由74LS48和共阴极七段数码管组成,74LS48作为译码器,对74LS160的输出信号进行译码,然后通过七段数码管显示出74LS160的计数。
即交通灯需要显示的时间。
图5时间显示
3.3.5总原理图
图6总原理图
四本次设计改进建议
1、能实现的功能,交通灯的状态转换和计时时间的显示,基本能实现甲、乙道路直行和转弯灯的显示功能。
2、不足之处,交通灯中没有右转灯,用的芯片太多,还可以改进。
3仿真图不美观,还可以改进。
五总结
六主要参考文献
1.阎石数字电子技术技术基本教程清华大学出版社
2.路勇电子电路实验及传真清华出版社北方交通大学出版社2004.1
3.肖景和数字集成电路应用精粹人民邮电出版社2002
4.陈有卿新颖电子灯光控制器机械工业出版社2004
5.陈永甫新编555集成电路应用800例电子工业出版社2000
6.章忠全电子技术基础实验与课程设计中国电力出版社1999
7.谢自美电子线路设计.实验.测试华中科技大学出版社2000
8.高吉祥电子技术基础实验与课程设计电子工业出版社2002
9.网络资料
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 课程设计 完整