数字电子技术课程设计--彩灯控制电路与交通灯控制电路设计报告

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1、电子技术课程设计报告学院：测控技术与通信工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：评阅意见：评阅教师日期彩灯控制电路与交通灯控制电路设计报告一.设计要求1.彩灯控制电路（1）利用74LS161和74LS138等各基础器件设计彩灯控制电路，来达到十六个发光二极管从第一个顺序闪到最后一个然后循环。（2）每路以发光二极管为负载。2.交通灯控制电路（1）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程，设计每个几秒钟亮那个灯的显示电路。（2）．用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号。二.设计的作用、目的通过课程设计，

2、使学生加强对电子技术电路的理解，掌握电子线路设计基础和一般过程，能灵活运用自己所学的集成模块构成电路实现上述功能，能用仿真软件对电子线路进行仿真设计，还能够学会查询资料，方案比较以及设计计算和制作调试环节，进一步提高分析问题解决问题的能力。具体目的如下：1、学会了将一个实际情况电路抽象为逻辑电路的逻辑状态的方法。2、掌握计数、译码、显示综合电路的设计与调试方法。3、掌握实际输出电路不同要求的实现方法。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

3、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。一.设计的具体实现（一）系统概述1.彩灯控制电路：方案A:根据设计要求，本系统由控制电路，编码发生电路等组成。其彩灯控制器的总设计思想如下：编码发生器编码发生器根据流水要求，按节拍送出信号。74L161具有异步置数同步置零的功能，控制方便灵活。控制电路控制电路为编码器提供所需的节拍和驱动信号，控制整个系统工作。控制电路功能有两个：一是按需要产生节拍脉冲。采用电容和电阻谐振产生脉冲来输入时钟信号，简单易操作。方案B:采用555定时器输出脉冲，高频通过计数器控制电路和译码电路。这种方案非常好，计时

4、准确，方便。但这种方案比较复杂，而且成本较高，所以最后放弃这种方案。时钟信号发生器计数器译码器16路彩灯利用74LS161的计数功能，以及74LS183的译码器功能实现小灯按顺序闪烁的功能。根据设计要求，本系统由编码发生电路，控制电路等组成。（1）编码发生器编码发生器根据流水要求，按节拍送出信号。74LS161具有异步置数同步置零功能，控制方便灵活。（2）控制电路控制电路为编码器提供所需的节拍和驱动信号，控制整个系统工作。控制电路实现以下两个功能：一是按需要产生节拍脉冲，二是采用电容和电阻谐振产生脉冲来输入时钟信号。2交通灯控制电路：方案一1、S1-S3使

5、用2个SR锁存器，设置00，01，10三个状态。2、S4使用触发器，当出现紧急情况，触发器由“0”进入S4状态“1”后，在解除紧急时，恢复“0”，进入S1状态。3、使用4个JK触发器，实现16位计数。方案二1、S1-S3使用2个7473替代的T触发器。图21个7473替代的T触发器JK触发器包含SR触发器和T触发器的功能，J=K=T，则得到T触发器。2、S4使用或门、非门实现，从表1可知：(不能出现红绿同时亮的情况)(不能出现红黄同时亮的情况)(不能出现红绿同时亮的情况)3、使用74192同步可逆10进制计数器（8421码）2个方案对比表2方案项目实现方法

6、优点缺点一①S1-S32个锁存器简单电平触发，与时钟信号不匹配②S4触发器解除紧急（S4）后指定回到S1③T4个JK触发器复杂二①S1-S32个T触发器下降脉冲触发，与时钟信号匹配②S4或门、非门解除紧急（S4）后回到S1/S2/S3任一状态，不固定③T2个74192计数器容易处理，可显示数值综合考虑，为使电路简化、运行稳定，选用方案二。利用74LS161的计数功能，以及74LS14、74LS04、74LS00、74LS20的逻辑功能实现交通灯的亮灭转换。根据设计要求，实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、信号灯译

7、码驱动电路和数字显示译码驱动电路几部分组成。（1）主控制器。由计数器与译码电路组成，通过控制时间，来控制交通灯的转换。从而实现该逻辑电路的功能。（2）计数器。计数器实现的是正计数，主要显示输入1HZ的CP脉冲，即每隔1秒计数器计一次。（3）控制信号灯的译码电路。主控制器的3种状态分别要控制红、黄、绿灯的亮与灭，可由电路控制实现。（二）单元电路设计(或仿真)与分析1.彩灯控制电路：本电路采用电阻与电容串联且74LS14D与电阻串联产生时钟信号，电阻为390欧姆，电容则选择了一个比较小的1uF电容，这样流水灯能够快速闪烁。时序逻辑电路则由74LS161D控制，

8、选择它的原因很简单，便宜并且为十六进制，正好是我们想要的，不用添加