红绿灯数字电路课程设计

1、数字逻辑电路设计课程设计总结报告设计人员:学号:日期：2013 年5 月1第页 共 12 页目 录2第页 共 12 页一、设计任务书一、题目： 红绿灯控制器二、设计要求设计一个红绿灯控制器设计应具有以下功能（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。.（2）东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮。（3）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。(4 ) 东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。15秒以上）可添加其他功能。三、给定条件只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计。(不一定是实验用过的)十字路口交通示意图3第页共12 页二、设计框图及整机概述1、设计框图译码系统控制系统计数系统显示时间红绿灯脉冲发生电路2、整机概述计

2、数芯片160 或者161 的电路功能直观的表现出来。4第页 共 12 页三、各单元电路的设计方案及原理说明脉冲发生电路：这上个学期的数电实验中，我们用555 定时器实555定时器来实现脉冲发生电路。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件 ，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路 ，但是因为本次课程计，而是直接使用了实验室提供的脉冲。计数系统：因为实验要求我们只用显示一个红灯的时间就可以了，所以根据我的设计方案，是打算让红灯保持 25 秒的时间，也就是数码管需要显示的最大数字是 25，因此可以用两片 160 计数芯片来实现

3、。该计数器能同步并行预置数据、异步清零，具有清零置数，计数和保持四种功能，且具有进位信号输出端、可串接计数使用。我采用的是计数清零的方法来实现从 0 到 25 的计数，两块芯片都是接在同一个秒冲上的，所以是同步置零的方法。首先先接上一片160， 160从 0 记到9 时在它的进位输出160的使能端，这样就实现了十位的计数，当两片芯片总共计数到 25 时，这时我们译出一个清零信号，用来清零，即每当两块芯片从 0 记到25 的时候，都会置零，然后再重新开始计数，这样就实现了技术部分。该部分仿真电路如下：5第页 共 12 页译码系统：这个部分是用来显示计数的，也就是我们在计数系统中设计了从0 到25

4、的计数，则数码管也会从0开始显示到25。这里我们需要用到BCD-七段译码器74LS48，74LS48芯片是一种常用的七统中 48电阻，不然有可能会把数码管烧坏。该部分仿真电路如下：6第页 共 12 页控制系统：控制系统是整个红绿灯电路的核心部分，它的设计也直接决定着本次课程设计的成功与否。4 车道上6之间的关系如表所示（表中0 Q Q 红灯 黄灯 绿灯 红灯 黄灯 绿灯120 00 11 01 1110000010010001101001000从上表中我们可以看出，红绿灯状态的转换需要四个状态来实现，这个部分我用了一片161 是四位二进制同步计数器芯片，它可以从 0 开始计数，一直记到 15，

5、在这里7第页 共 12 页 161的低两位恰好是每计数四次就开始循环，与我们所需要的用来控制红绿灯的四个状态相同，因此选用161QQQ QQ 21=2=1=1=2=1121Q QQ 21121，接着用一片74LS04与 74LS08 74LS161了。该部分仿真电路如下：最后将各个分开的部分整合成一个电路，把各个系统联系起来，使得整个电路连接在一起，实现交通灯的功能。四、调试过程及结果分析（1）进行计数系统电路的焊接与调试。当输人1Hz 的时钟脉冲信号时，要求电路能进行增计时，当增计时到 25 时，能输电有效的定8第页 共 12 页时时间到信号；（2）进行交通灯控制器以及显示部分的焊接与调试。

6、（3）最后进行交通灯（即发光二极管）的焊接与调试；的功能，使其满足设计要求。若是出现了错误，则一个部分一个部分的检查电路，找出问题，解决问题。最终调试如下：间设为25灯亮，南北方向红灯亮； 当东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮；当0 秒，以每秒增1，增到19 到20 时，东西方向的绿灯转换为黄灯，其余灯都不 5 秒又到0 红灯转换为绿灯；如此循环下去。五、设计、安装及调试中的体会在看到本次课程设计的几个题目之后，我选择了交通灯这道题，么简单。最开始设计的时候，自己没有进行认真的分析，没有把整体都把时间花在怎么设计电路上了，以致到了后来只能匆匆忙忙地焊9第页 共 12 页好后，测试的时候也出现了很多

7、问题，首先数码管不能正常的显示，的检查之后，找到了出问题的地方，再把这些地方改正好，这时候板子就可以正常的工作了。这其中的很多问题都是由于不仔细造成的，有了更多的实践经验，纸上谈兵终究是不够的，多实践才能出真知。本次课程设计利用的基本上都是上个学期学习的数字电子技术基深了自己的理解，同时也是一次很好的把理论知识转化为实践的机会。这次课程设计不仅加强了我动手、思考和解决问题的能力，还提高了综合运用所学知识的能力，增强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册、图表和文献资料的自学能力 。最后，我认识到做任何事都应该态度要端正，作风要严谨。对数字电路来说，逻辑性非常强，每一个环节都要弄得清清楚楚，有一点漏洞，结果都不可能出来。10第页 共 12页六、对本次课程设计的意见及建议个人觉得本次课程设计时间有那么一点短，主要是因为本学期的时间准备。题目的老套也是一个问题，这次老师给的题目有四个，不过这些学没有做过的题目，这样也有利于培养同学的创新能力。还有就是芯片的问题，尽管实验室提供了很多的芯片给我们用，议老师加强一下芯片的管理制度，芯片最好还是少让同学带走的好。最后，我觉得我们的数字电路的课程设计也可以按照分组来做，里有人偷懒的情况，这也可以更好的锻炼我们的团结合作能力。11第页 共 12 页七、附录（包括：