电子技术课程设计报告交通灯控制

1、电子技术课程设计报告设计题目： 交通灯控制 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电自136 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 2014-2015学年上学期 教师评分： 2015 年 1 月 5 日a.目 录1.概述11.1目的:11.2课程设计的组成部分22.交通灯控制设计的内容22.1、总体控制方案22.2、单元电路的设计：42.3、电路的仿真测试：103.总结113.1课程设计进行过程及步骤：113.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的:113.3体会收获及建议:123.4参考资料124.教师评语135.成绩131.概述1.1目的:1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控

2、制器。了解各种元器件的原理及其应用。2.深入了解交通灯控制电路的组成及工作原理。3.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。4.熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。5.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。1.2课程设计的组成部分 1、确认课题，分组：交通灯控制的设计，六人一组； 2、设计任务及要求： 设计一个用于十字路口的交通灯控制器。能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿的指示状态。用一组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，主干道每次放行（绿灯）60秒，支干道每次放行（绿灯）45秒，在每次由绿灯变成红灯的转换过程中，要亮黄灯5秒作为过渡。黄灯每秒闪亮一次。 3、交通灯控制系统的原理

3、。它主要由控制器、定时器和秒脉冲信号发生 器等部分组成。 4、总体控制方案的设计：分析系统的逻辑功能，画出其框图；分析系统 的状态变化，列出状态转换表；5、单元电路的设计：秒脉冲电路设计；红路灯显示电路的设计；计时电路的设计；控制电路的设计；倒计时电路的设计；6、电路的仿真调试7、写报告2.交通灯控制设计的内容 2.1、总体控制方案 设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为g、y、r；支干道绿灯、黄灯、红灯分别为g，y,r,并且均用0表示灭，1表示亮，则交通灯有如下四种输出状态：状态主干道支干道abgyrgyrs000100001s101010001s210001100s311001010 （1）s0

4、00 主干道绿灯亮，支干道红灯亮； （2）s1 01 主干道黄灯亮，支干道红灯亮； （3）s2 10 主干道红灯亮，支干道绿灯亮； （4）s3 11 主干道红灯亮，支干道黄灯亮； 通过以上观察可发现： 当主干道或者支干道的倒计时计数值为01时，控制器将从当前状态转入下一个状态。因此，计数值01可作为控制器状态转换的条件，同时也可产生同步置数信号，将下一状态的计数初值置入计数器。2.2、单元电路的设计： 1、脉冲电路的设计：通过555芯片按一定的线路接上不同的电阻和 电容就可产生周期不同的方波脉冲，即不同的频率脉冲。课程设 计需要秒脉冲，利用2个电容，2个电阻。 2、红路灯显示电路的设计：红绿灯

5、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。 所以，r=a y=ab g=ab r=a y=ab g=ab 3、计时电路与倒计时电路的设计：设计要求对不同的状态维持的时 间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。采用两个74ls161完 成计时器状态产生模块设计。要以十进制输出，而又有一些状态 维持时间超过10秒，则必须用两个74ls161分别产生个位和十位 的数字信号。显然，计数器能够完成计时功能，我们可以用74ls161 设计，并把它的时钟cp接秒脉冲。要想倒计时，则在74ls161输 出的信号必须经过非门处理后才能接入数码管

6、的驱动74ls48，而 在显示是以0-9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效 状态时，以0000，0001，0010-1111这些状态中靠后的状态 为有效状态。 例如：有效状态10111100110111101111 取非 01000011001000010000 即 4-3-2-1-0 实现模5的倒计时。 （1）.首先对控制个位输出的74ls161设计 按要求对系统的状态不同，个位的进制也就要求不同。利用系统 的状态量a,b控制74ls161的置数端d0d1d2d3。当系统处在gr或 rg状态时（主绿），个位的进制是十（模10），即逢十进一，当 系统处在yr或ry状态时（主红），个位的进

7、制是五（模5），即 逢五进一，模10时，有效状态为0110，0111，1000，-1111， 置d3d2d1d0为0110，模5时有效状态为1011，1100，1101，1110， 1111，置d3d2d1d0为1011，由此有，abd3d2d1d0000110011011101011110110d0=d3（yy） d2=(gg) d1=1当状态为1111时，74ls161的状态必须跳到进入下一个循环，此时进位输出为1，把它的co非接入置数端ld。（2）.再对控制十位输出的74ls161设计。同设计控制个位输出的74ls161基本类似，用系统状态量a,b控制十位74ls161的置数端d3d2d

8、1d0。当系统处于gr状态时置d3d2d1d0为1101，当系统处于yr或ry时置d3d2d1d0为1111，当系统处于rg时置d3d2d1d0为1110，有，abd3d2d1d0001101011111101111111110d3=d2=1 d1=a+b=g d0=a+b=g同理我们将co2非接入置数端ld*对一些级联的处理当计数超过10秒时，个位需向十位进位，此时十位计数，其它时间其保持不变，通过控制十位的clk端实现这一功能，个位的co1非连接十位的clk端，当个位需进位，即完成一次循环，co1为1，则十位有脉冲,十位开始计数，其他时刻co1=0,十位没有脉冲，十位保持。设计时把co1,

9、co2的与接入主控电路的双上升沿d触发器的cp，当完成一次计时，个位和十位同时完成循环，此时co1=co2=1,（其它时刻为0）cp出现一上升沿，触发器计时，即系统跳到下一个状态，计时器开始下一次计时。 4、控制电路的设计： 控制电路设计原理：状态qbqag y r g y r s000100001s101010001s210001100s311001010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（00gr, 01yr, 11rg, 10ry）,循环状态：（0001111000）。设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既

10、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计数器作为控制部分电路。状态的循环实现：2.3、电路的仿真测试：3.总结3.1课程设计进行过程及步骤：首先对交通灯相关资料进行查找，找到最适合易懂的资料进行分析比较，查缺补漏，取其优秀的部分并加入自己的想法和所学的数电及其的各种相关知识；小组分工合作，查报告，画电路仿真图，最后进行总结；步骤：1、网上查找资料，分析比较取其精华并加入所学知识；2、小组分工合作，填写报告，运用软件进行电路图的仿真；3、对报告进行组合，并做出自己的课程设计报告；4、小组讨论并理解课程设计报告的内容，联系到相关所学知识；5

11、、通过老师检查改进，完善课程设计报告5、最终完成自己的课程设计报告；3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的:问题1：小组成员毫无头绪；解决：通过统一意见，各自分工，组长的带领，得以解决；问题2：电路仿真软件无从下手，不会操作，全英文软件导致不知所措；解决：通过阅读仿真软件教程得以解决；问题3：网上查找相关报告时候根本不懂；解决：通过运用相关所学知识加以理解，得到最后的报告时候，讨论讲解共同学习；问题4：一开始的七线显示管无法显示；解决：多次尝试改用四线数码管显示，经过老师讲解最终决定改用led发光二极管代替数码管的显示；3.3体会收获及建议:体会收获：经过这几天课程设计的制作学到了很多知识

12、；不仅很好的复习了所学知识，也提高了自己实际的到手操作能力。刚拿到这个题目感觉毫无头绪不知所措，但经过网上查找资料，小组组员的互相配合之后，虽然很难很辛苦但还是细心的做了出来；一开始都是在网上查了大量的相关交通灯控制的资料，了解了交通灯的工作原理、相关所需的元器件以及各元器件相互配合工作的电路图连接；一开始会惯性的觉得好复杂，但只要用点心就能发现也没多难；这次课程设计历经十多天，1、学会了小组成员间的团队配合和分工合作，也更加增进了彼此的了解；2、知道了平时学习的知识积累是重要的，把自己本学期以及往常所学的相关知识利用到课程设计中；3、学会与老师沟通学习，认真聆听老师的讲解，从而使我们更好的进行课程设计4、学会了有效的利用网络资源，网络有利也有弊，我们只有合理的有效利用才能真正增进我们的知识含量，网络资料亦是如此，资料里也有好的和差的，我们只有取其优秀的部分，并利用自己平时的所学知识以及生活常识，总结得到属于自己的东西，这也许才是真正的课程设计精华所在。建议：学校应该鼓励此类学习的方式，这样才能更有效的让学生学到知识，不仅学到知识，还增强了学生自己动手操作的能力；书上学到