数电课程设计__

数电实验报告

系别：电子信息工程

班级：

姓名：

课程设计（论文）题目：

交通灯的设计、制作

一、课程设计（论文）要求及原始数据（资料）：

1）每个方向有两对灯，分别为红、绿。

2）每个方向的绿灯、红灯的定时时间可以预设，一个方向绿灯亮时另一个方向红灯亮。定时时间用数码管显示，红绿灯指示用发光二极管。

3）绿灯、红灯顺序点亮，循环往复。

4）控制器要自带时钟，为了时钟精度和得到占空比为50%的标准1 Hz时钟，最后的时钟通过分频得到。时钟脉冲源利用555电路产生。计数器使用CD4511，74168，74390。

二、主要参考文献（资料）：

[1] 董儒胥，《电工电子实训》，北京：高等教育出版社，2002年

[2] 谢克明，《电子电路EDA》，北京：兵器工业出版社，2001年

[3] 阎石，《数字电子技术基础》北京：高等教育出版社，2006年

[4] 陈明义主编《电子技术课程设计指导》中南大学出版社，2002年

一、设计题目及内容

交通信号灯控制器

（1）、用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

（2）、南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为20秒、4秒、24秒，一次循环为48秒。黄灯是间歇闪耀。设计计时显示电路(减“1”计数) 。

（3）、可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。

二、器件与器材

1、二输入四与非门74LS00

2、四输入双与非门74LS20

3、六倒相器74LS04

4、八输入与非门74LS30

5、正沿双D触发器74LS74

6、同步十进制可逆加、减计数器(8421 BCD码) 74LS168

7、振荡分频器CD4060

8、BCD七段显示译码器CD 4511

9、555定时器555

10、LED共阴七段数码管BS207

11、微动开关、拨盘开关、继电器、LED(红、绿、蓝)、电阻、电容、二极管、三极管、光敏二、

三极管、导线……等。

12、工具(镊子、剪刀、万用表、电烙铁……)

三、使用仪器设备

1、稳压电源(±5V，±15V)；

四、参考文献

1、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材；

2、有关“电子技术课程设计指导书”；

3、“集成电路特性应用手册”；

2、EDA技术使用教程

3、其他。

五、设计总结报告主要内容

1、任务及要求；

2、方案特点；

3、各组成部分及工作原理(应结合框图写)；

4、单元电路设计与调试；

5、总逻辑图；

6、总装配图；

7、实验结果分析(画出必要的波形，进行测量精度和误差分析)；

8、调试中出现问题的解决；

9、改进意见及收获体会等。

目录

1 设计任务及要求 (9)

2 系统总体设计方案 (10)

2.1 总体设计方案 (10)

2.2 方案特点 (10)

3 控制电路设计 (10)

3.1 控制电路工作原理 (10)

3.2 参数计算 (10)

3.3 器件选型 (12)

4 振荡电路设计 (12)

4.1用555制作秒脉冲 (12)

5 计数电路设计 (13)

5.1 计数电路工作原理 (13)

5.2 参数计算 (13)

5.3 器件选型 (13)

6 译码显示电路设计 (14)

6.1 译码显示电路工作原理 (14)

6.2 参数计算 (14)

6.3 器件选型 (14)

7 系统总体电路设计 (16)

7.1 系统总体电路......................................... .......... . (17)

7.2 电路说明 (18)

8 电路调试 (19)

8.1 振荡电路调试及实验结果分析 (19)

8.2 计数电路调试及实验结果分析 (19)

8.3 译码显示电路调试及实验结果分析 (19)

8.4 控制电路调试及实验结果分析 (19)

8.5 系统联调及实验结果分析 (19)

9 改进意见及收获体会 (19)

10 器件明细清单 (20)

参考文献 (20)

1设计任务及要求

1.设计并制作交通灯控制电路；

2.电路功能为：

（1）采用两位数码显示器显示南北方向时间；

（2）交通灯控制器设计要求如下：

1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

2.南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为20秒、4秒、24秒，一次循环为48秒（图

1）。黄灯是间歇闪耀。设计计时显示电路(减“1”计数) 。

3.可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。

图1 设计草案

2系统总体设计方案

2.1总体设计方案

图2 总体设计方案

2.2方案特点

道路较窄而车辆通行较多，支线、干线的车辆通行时间不等，允许人工监控或修改各线通行时间，同时设有道路应急控制。十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间，并且能够在人监控状态下，干道、支道通行时间通过键盘修改或通过开关人为控制。本设计在很多方面，比如译码器的选择，定时器选型，程序调用方式等等尽量做到不与本组其他成员雷同，程序编制力求简便清晰，硬件连接图在保证每根具体用到的管脚线都能被表示出来的同时，力求线路连接清晰明确，尽量不使线与线之间过于缠绕。并且保证了电路工作的稳定性，同时加入了人工控制线路，可以更好的处理应急事件（如交通管制），晚上的黄灯闪烁对于夜间行驶的汽车起到提醒作用。

3控制电路设计

3.1控制电路工作原理

它由74LS164组成扭环形12进制计数器，然后经译码后，输出十字路口南北﹑东西二个方向的控制型号。其中黄灯信号须满足闪耀，并在夜间时，使黄灯闪亮，而绿﹑红灯灭。

3.2参数计算

由波形图3可知，计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里我们选用中规模74LS164八位移位寄存器组成