数字电路技术实习报告

课程设计说明书

名称：数字电子技术

设计题目：交通指示灯

院系：

学生姓名:

学号：

专业班级：

指导教师：

2011年5月26日

课程设计任务书设计题目交通指示灯

学生姓名王建辉所在院系电子信息与电

气工程学院

专业、年级、班

2009级通信工程

1班

设计要求：

1、设计制作一个十字路口交通指示灯简易控制电路；

2、红灯亮表示停止，绿灯亮表示通行，通行和停止时间各为30秒；

3、通行和停止时间用数码管显示，采用倒计时方式。

学生应完成的工作：

1.设计交通指示灯的工作原理，并利用Multisim软件进行电路仿真。

2.利用DXP 软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。

3.根据设计原理对电路进行安装、调试

4.提交课程设计报告。

参考文献阅读：

[1] 窦建华电子设计自动化--电路仿真与PCB设计(第1版).北京:国防工业出版社2006年.

[2] 邱关源罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4]张蓬蒋亮.Protel DXP电路设计入门与应用[M].北京：机械工业出版社，2008.

工作计划：

5月16号—18号完成原理图的设计；5月19号—22号进行PCB设计；5月23号—25号制作PCB 板；5月26号—27号电路板安装与调试，提交课程设计报告。

任务下达日期：2010 年 5 月16 日

任务完成日期：2010 年 5 月27 日

指导教师（签名）：学生（签名）：

交通指示灯

摘要：由555定时器产生多频振荡脉冲，经两片74LS192计时器和两片74LS247译码器使数码管工作，从30开始计数到0，完成一次交换，同时定时器产生的固定脉冲同时通过双D触发器完成红绿交通灯的红绿交换。

关键词：555定时器，74LS192，74LS247，数码管，计数器，交通灯

目录

1.设计背景 (1)

1.1了解数字电路系统的定义及组成 (1)

1.2掌握基本集成元器件的功能 (1)

2.设计方案 (1)

2.1任务分析 (1)

2.2方案论证 (1)

3.方案实施 (1)

3.1原理图设计 (1)

3.2电路仿真 (2)

3.3 PCB制作 (2)

3.4安装与调试 (3)

4.结果与结论 (3)

5.收获与致谢 (3)

6.参考文献 (4)

7.附件 (4)

7.1电路原理图 (4)

7.2 仿真图 (5)

7.3 PCB布线图 (6)

7.4元器件清单 (6)

1. 设计背景

1.1了解数字电路系统的定义及组成

数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。通过本次实习，熟悉芯片的使用，了解电路板和连线方法，理解电路的设计和原理，学会设计和制作电路板。

1.2掌握基本集成元器件的功能

时钟电路是数字电路系统中的灵魂，它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。编码器，译码器，计数器，触发器均为数字电路技术中最基本最常用的器件，通过本次实习，可以使学生理论联系实践，更加牢固的掌握理论知识，提高动手能力。设计时钟电路，选择使用合适的元器件，以达到系统的要求，着这个过程中可以提高学生各方面的能力。

2. 设计方案

2.1任务分析

任务要求设计制作一个十字路口交通指示灯简易控制电路，红灯亮表示停止，绿灯亮表示通行，通行和停止时间各为30秒；通行和停止时间用数码管显示，采用倒计时方式。选择合适的器件，运用数字电路所学的知识设计制作符合要求的作品。

2.2方案论证

我们选用555计时器提供稳定的脉冲，两片74LS192计数器和一片74LS74触发器

实现两位十进制计数，两片74LS247译码器实现对数码管的控制，以显示计数过程，四个发光二极管来作为电路的输出信号，再加上若干电容电阻，完全可以实现预期目的。

3. 方案实施

3.1原理图设计

选择合适的数字器件，应用DXP绘制各单元的逻辑电路图。用一个555定时器产生周期为一秒的脉冲，驱动两个由74LS192接成的十进制减法计数器然后用该剑法计数器

驱动两个74LS247，再将输出接到两个共阳极数码管，当计数器完成从一次循环后，借位数据与555定时器一起传输到双D触发器，再将输出端接到四个发光二极管上。最后根据原理画出原理图。用555定时器设计的多谐振荡器如图1所示。

.

.

VCC

OUT

U7

555_TIMER_RATED

GND

DIS

RST

THR

CON

TRI

VCC

5V

C1

9uF

C2

10nF

R1

10k¦¸

27

26

VCC

. 图1 555定时器构成的多谐振荡器

在原理图设计中根据各个元件的逻辑功能将他们连接起来，详见附录电路原理图，在Multisim 9中实现仿真。

3.2电路仿真

在各单元电路设计的基础上，用EDA软件把各单元电路连接起来，画出符合软件要求的系统整体逻辑电路图。系统整体电路设计完成后，对系统整体进行仿真，验证设计的正确性。

.用555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率理论值为 1.0Hz，电路仿真的结果为1.0Hz

.数码管的显示理论值为倒计时30秒，电路仿真达到了这一要求

.红绿灯的工作时间理论值为30秒，红灯与绿灯交替工作，仿真值与理论值相符.原理电路经Multisim 9仿真证明完全符合预期要求

3.3 PCB制作

.在Altium Designer Winter 09上新建一个PCB工程，然后新建一个原理图文件放到该PCB工程下，利用原理图找到符合要求的器件，正确的封装形式，设计图纸尺寸，元件的参数，新建一个PCB板，然后由原理图生成PCB板。