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西安郵電學(xué)院 數(shù)字電路課程設(shè)計報告書 ——交通燈控制器 | 學(xué)院名稱 | ： | | | 學(xué)生姓名 | ： | | | 專業(yè)名稱 | ： | | | 班級 | ： | | | 實習(xí)時間 | ： | 2011年12月19日—— 2011年12月30日 |
題目：數(shù)字電路邏輯設(shè)計－交通燈
一 實驗?zāi)康?/font> 1.掌握系統(tǒng)設(shè)計一般步驟和方法，掌握一個大的系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相互作用和相互制約關(guān)系。
2.運用數(shù)字電路理論知識自行設(shè)計并實現(xiàn)一個較為完整的小型數(shù)字系統(tǒng)。通過系統(tǒng)設(shè)計、軟件仿真、電路安排與調(diào)試、寫實習(xí)報告等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計的具體步驟和方法，提高分析問題和解決問題的能力，提高實際應(yīng)用水平。
3.學(xué)會用中規(guī)模器件設(shè)計一個符合要求的系統(tǒng)，并熟悉常用中規(guī)模器件的用法。
4.學(xué)會按照電路圖在面包板上合理布局使各器件在系統(tǒng)中的連線更簡單，清晰。學(xué)會使用面包板，從實際的操作中，鍛煉自己的動手能力和解決際問題的能力 二 實驗要求 在一個具有主、支干道的十字路口，設(shè)計一個交通燈的自動控制電路。實驗的具體的要求是： 主干道和支干道交替同行，先是主干道的綠燈亮30s，支干道是紅燈；然后是主干道黃燈亮5s，支干道是紅燈；之后是支干道的綠燈亮20s,主干道是紅燈；最后是支干道的黃燈亮5s，主干道是紅燈亮。總體上電路的設(shè)計思路就是主干道和支干道交替，循環(huán)的運行。
三 使用元件 四 總體方案的設(shè)計 五 單元電路的設(shè)計 （1）主控制電路 利用一片161和一片139來實現(xiàn)主電路的控制功能，主要是通過給161的4個輸入端置數(shù)為0000，從而使它的輸出端Q1Q0=00-01-10-11來使139的Y3Y2Y1Y0＝1110－1101－1011－0111的狀態(tài)的變化來實現(xiàn)交通燈4種狀態(tài)的變化，而且在倒計時電路反饋回來的高電平才能使它的狀態(tài)發(fā)生一次變化，而且它的每一個狀態(tài)的變化都能夠控制倒計時電路的變化和發(fā)光二極管的變化。 所以是把161設(shè)計成一個模4的計數(shù)器作為主控制電路部分。
（2）脈沖產(chǎn)生電路 主要是通過555芯片設(shè)計一個能產(chǎn)生一個以一秒為周期的脈沖電路，正確的把4.7K和150K的電阻以及0.1uF的電容和4.7uF的電容接入電路中產(chǎn)生一秒的連續(xù)脈沖。 脈沖產(chǎn)生電路圖如下: （3）倒計時電路 設(shè)計倒計時電路用2片161來實現(xiàn)的，實驗要求維持的狀態(tài)的時間不同，而且用十進制顯示出來。 在設(shè)計第一個狀態(tài)的時候要求計時30s,而且是從29到0秒的計時，所以兩片161，其中一片作為高位片，另一片作為低位片。高位片從2－0，地位片從9－0的倒計時。這時第一個狀態(tài)高位片的DCBA=1101，低位片的DCBA＝0110。 第二個狀態(tài)是主干道的黃燈計時5秒，從4－0。這時高位片的DCBA=1111，地位片的DCBA＝1011。 第三個狀態(tài)是支干道的綠燈計時為20秒，從19－0。這時高位片的DCBA=1110,地位片的DCBA=0110。 第四個狀態(tài)是支干道的黃燈計時為5秒，從4－0。這時高位片的DCBA=1111，地位片的DCBA＝1011 最后由四個狀態(tài)的高位片DCBA－地位片DCBA: 1101-0110,1111-1011,1110-0110,1111-1011分析得出了高位片的DC端都接高電平，地位片的B端接高電平。其他的端口由主控制電路來實現(xiàn)。
（4）數(shù)碼管和發(fā)光二極管 數(shù)碼管電路由兩片74LS48來連接實現(xiàn)，48由多個非門來連接實現(xiàn)。把48與數(shù)碼管的7個管腳連接起來，然后把數(shù)碼管在與地連接來防止被燒壞。其中倒計時電路的數(shù)出端與74LS48通過幾個非門連接起來。 另外把74LS48的BI/RBO,RBI,LT都接為高電平，這樣數(shù)碼管就能正常的顯示了。 主干道的紅、黃、綠燈分別編號：R2、YL2、G2；支干道的紅、黃、綠燈分別編號：R1、YL1、G1。將6只燈的四個分段的狀態(tài)列出真值表：
燈的狀態(tài)列出真值表：
六. 總系統(tǒng)電路圖 PDF格式 七. 心得體會及分析 在本次的課程設(shè)計中，前幾天主要是查找一些資料和書籍來研究交通燈的工作原理以及它的實現(xiàn)需要些什么器件，然后根據(jù)自己所找的書籍和資料來自己設(shè)計出交通燈電路圖，通過兩天的設(shè)計畫出了電路圖。之后的幾天就是根據(jù)自己設(shè)計的電路圖在面包板上連接芯片來實現(xiàn)電路的功能，在連接完了電路時，發(fā)現(xiàn)自己的面包板連接的不是很好，一些芯片的布局不夠合理，而且接通電源時整個電路也不是工作很正常，出現(xiàn)了很多問題，例如：兩個接口接錯了位置；布局不合理，導(dǎo)致了芯片上的連線交錯著；各個芯片上的接電源和接地沒有全部接通；面包板的接觸不好導(dǎo)致的問題；以及倒計時電路和主控制電路的設(shè)計過程中沒有完全考慮脈沖延時的問題，導(dǎo)致了整個電路的計時不能按照預(yù)期的設(shè)計來進行等。經(jīng)過了一系列的問題的處理和檢查，這些問題都得到了解決。 在細節(jié)上也應(yīng)該特別的注意，比如接數(shù)碼管和二極管時候要接入保護電阻來防止把二極管和數(shù)碼管燒壞。最后經(jīng)過了仔細的思考和檢查，覺得自己的電路在面包板上的布局不夠的合理，然后又從新在一個新的面包板上布局了一次，結(jié)果很好的實現(xiàn)了交通燈的功能，并能夠按照自己的設(shè)計來倒計時�？傊�，這次的課程設(shè)計使我對數(shù)字電路有了很濃厚的興趣，也使我對自己所學(xué)的課程有了更深入的了解。
附錄（參考文獻）：
高書莉《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計――數(shù)字電路課程設(shè)計指南》 畢滿清《電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計》 王毓銀《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》
西安郵電學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計成績鑒定表 | 學(xué)生姓名 |
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| | 電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)部 | | | | 2011年12月19日—— 2011年12月30日 | | | 講授數(shù)字電路的設(shè)計方法及需要注意的問題；選定題目，并設(shè)計電路，完成電路設(shè)計；電路仿真；領(lǐng)取元器件，開始組裝電路； | | 組裝電路;老師驗收電路;寫實驗報告；實驗總結(jié)； | | | |
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| | 報告內(nèi)容與實踐過程緊密結(jié)合（20分） |
| 報告質(zhì)量(主題、結(jié)構(gòu)、觀點、邏輯、資料、字數(shù) 20分) |
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