交通灯控制器课程设计实验报告样本

1、I彳由丹4闿恭协Central Scxjth Uiitiy q-F hQi?r? and 1口匚九门门|内级课程设计实验报告交通灯控制器院（系）：计算机与信息工程学院专业年级：级通信工程一班姓 名:谢仙学 号:4505指导教师:杨菊秋06月25日目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1引言3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2任务与要求3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3课程设计摘要及整体方框图34课程设计原理

2、4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 4.1 555定时器5 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 4.2七位二进制计数器4024 64.3二进制可逆计数器74LS19384.4数码显示电路910结论10体会与收获附录： TOC o 1-5 h z 1、 整体电路原理图112、 元件表123、 焊接与调试121引言交通信号灯常见于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆 的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、计数器、 译码显示电路组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计数

3、器由74LS193 和4024实现译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。2设计任务与要求交通灯控制信号的应用非常广泛。本电路设计一个交通灯控制器， 需要达到的目的如下；一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（注意：红灯同时亮）。为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（注意：绿灯同时亮），为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管 不亮。3课程设计摘要及整体方框图为了完成交通灯控制电路的设计，方案考虑如下：一个脉冲信号发生器，一个二进

4、制加法计数器，一个十进制减法 计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器的输出端 状态来决定的，因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进 制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二极管的控制信号，因 此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二极管（二个红色发光二极管， 二个绿色发光二极管，二个黄色发光二极管）电路，一个数码管显示电 路。结构图如下：4课程设计原理分析及相关知识概述脉冲信号发生器由定时器555构成。二进制加法计数器由七位二进制加法计数器构成。十进制减法计数器由74LS193可逆可预置十进制计数器构成。组合逻辑电路根据其输入输出的逻辑关系后再确定电路芯片。驱动器选用74

5、LS48。从以上讨论可知，需要对所采用的芯片有比较详细的了解。下面对以上几 种芯片的基本知识和基本特性进行介绍。4.1 555定时器 555定时器是一块常见的集成电路，电路符号如左图所示,8为电源端VCC, 1为公共端GND。所加电源电压范围：4.5VVCC18V,最大输出电流达 200mA。内部电路原理图如右图所示，内部有三个相同的分压电阻，每个 电阻上的电压都为1/3VCC。两个比较器C1和C2, C1的比较电压为2/3VCC, C2的比较电压为1/3 VCC,当比较器” +”端电压大于比较器”-” 端电压时，比较器输出高电平（其状态用1表示），当比较器” +”端电压低 于比较器”-”端电

6、压时，比较器输出低电平（其状态用0表示）。G1, G2 两个与非门构成基本RS触发器，G3为输出缓冲反相器，起整形和提高带 负载能力的作用。T为泄放三极管，为外接电容提供充放电回路。利用555 定时器设计电路时，主要是考虑如何让2和6的电位发生变化（外接信号 或利用电容器的充放电过程实现）而让定时器的输出状态发生变化，而设 计成各种具有不同功能的电路。实际555器件如小图所示，有小圆点对应 的脚为1脚，依逆时针方向依次为2, 3, 4, 5, 6, 7, 8号脚。555应用：多谐振荡器（产生连续矩形波信号）,电路原理 如图所示（4脚为高电平时，电路振荡,4脚为低 电平时，电路不振荡）。开始时，

7、内部泄放三极 管由于其基极输入为低电平，是截止的，电源 经过R2和R1对电容器C充电，2, 6脚电位开 始上升，当上升到2VCC/3时，电路状态发生翻 转，内部泄放三极管由于其基极输入为高电平，因此饱和导通，电容器经 过R1放电,2, 6脚电位又开始下降，直至降到VCC/3,电路状态再次发生翻 转，内部泄放三极管截止，电源再次对电容器充电。这样周而复始，输出连 续的矩形波信号，由3脚输出。一般取C1为103电容。理论推导出，振荡器的频率由电阻R1, R2和电容C决定。1.43J =(2 R1 + R)C脉冲波的占空比由电阻R1和R2决定，结果为Y=2 R + R2可见，当R2越小时，占空比接近50%。4.2七位二进制计数器4024七位二进制计数器4024各脚功能如图所 示，14脚为电源端，所接电源电压范围: +3V-+15V 7脚接地GND。2脚为复位端（清零 端），高电平有效。1脚为脉冲信号输入端，下降 沿有效（即计数器在脉冲下降沿时刻计数）。Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1是七个数据输出端,Q7为最高位,Q1为最低位。当输入脉冲信号后，计数器输出端的状态变化:00000001111111。本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号 Q7Q6Q5Q