数电课程设计(交通灯)

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1、目录：一、设计要求3二、使用元件3三、总体方案的设计41.分析系统的逻辑功42.分析系统的状态变化5四、单元电路的设计61.时钟电路62.主控电路73.红绿灯（发光二极管）显示电路84.计时部分电路9五、心得体会101.知识102.耐心103.延伸11六、总图1111设计要求1)在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，分别为主干道红黄绿灯和支干道红黄绿灯，指示顺序为：1.主干道绿灯，支干道红灯，持续亮30秒。2.主干道黄灯，支干道红灯，持续亮5秒。3.主干道红灯，支干道绿灯，持续两20秒。4.主干道红灯，支干道黄灯，持续亮5秒。2)设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁

2、止通行时间。3)当系统混乱，按下系统总清开关进行复位。4)当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，可设置任意一个方向通行。一、使用元件器件型号数量器件型号数量74LS1612LED灯674SL902电阻2K1074LS083电阻15K174LS042电阻200欧姆11174LS113电解电容4.7uF1CD45112瓷片电容0.01uF174LS741共阴数码管255515V稳压电源1一、总体方案的设计1.分析系统的逻辑功交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和时钟发生器等部分组成。时钟发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，控制器是系统的主要部分

3、，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。图3-12.分析系统的状态变化11列出状态转换表：（1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行，支干道禁止通行。（2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干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，支干道禁止通行。（3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。（4）主干道红灯亮，支干道黄灯亮。表示主干道禁止通行，支干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。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

4、S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如下表所示：11控制状态信号灯状态S0（00）主绿，支红S1（01）主黄，支红S3（11）主红，支绿S2（10）主红，支黄一、单元电路的设计1.时钟电路将555定时器连接成多谢振荡器电路，如图4-1，控制振荡周期为1Hz。由于元件限制，统一使用47uF的电解电容和0.01uF的无极性电容。电阻分别使用15KΩ和2KΩ的电阻。11图4-11.主控电路在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来。可以两位二进制数表示所需状态（00—Gr,01—Yr,11—Rg,10—Ry）,循环状态：（00—01

5、—11—10—00）11数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路。在课程设计中利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。（如图4-2）图4-21.红绿灯（发光二极管）显示电路红绿灯显示是表示电路所处状态，受到主控电路控制，即主控电路的输出（A和B）决定了主干道和支干道的红绿灯的亮灭情况。如亮用1表示，灭用0表示，则有，高位低位主红(R)主黄(Y)主绿(G)支红(r)支黄(y)支绿(g)00001100010101001110

6、00011010001011红绿灯显示电路接线如下:图4-31.计时部分电路计时器状态产生模块：设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制显示出来。采用两个74LS90完成计时器状态产生模块设计。设计思路：将两个74LS90接成十进制计数器，对时钟发生器产生的脉冲进行计数。如图4-4。11一、心得体会这次课程设计题目难，时间紧，工作量很大，对我们是一个不小的挑战，但是几天下来，收获颇丰。1.知识知识储备是设计的基础，这次课程设计让我从新巩固了数字电子技术中的相关知识，而且，对于课本中简单提到的细节都加以思考。比如二极管的等效电容效应，比如电子元件的微小的延迟，比如TT

7、L器件对电压大小的敏感程度等。2.耐心11这次课程设计对我而言最需要的就是耐心。在漫长的设计和动手制作的阶段，就要手脑并用，集中精力。在最后的检测阶段，更是要静下心来去发现问题，解决问题。1.延伸数字电路向后延伸，就是现在常用的各种微处理器或各种高集成芯片。了解数字电路的基础可以很好的了解这些芯片内部结构，并且为以后的学习工作打下坚实的基础。一、总图1111