数电课程设计交通灯设计

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！课程设计专业班级学号姓名黄望军年月7日湖南工程学院课程设计任务书：题学黄望军审年月日年月7日（130s。2．设计各单元电路，给出具体设计思路、电1.2.集成电路芯片、1、3、4、5、6、7、8、目录设计要求.............................................................................................................................1设计思路.............................................................................................................................2设计框图.............................................................................................................................4单元电路设计同步十进制计数器.............................................................................................................4译码器.................................................................................................................................4十进制加／减计数器.........................................................................................................9秒脉冲产生器...................................................................................................................12其他元件...........................................................................................................................13总电路...............................................................................................................................14安装及调试步骤故障分析及电路改进附录（元器件清单）一、1.1设计要求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；采用两位数码显示器显示东西方向时间；2）交通灯控制器工作流程如下：灯烁1.2设计思路间的相关性将主干道与支干道的信号灯的亮灭相联系起来。根据系统的要求：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒；每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡；则其时间循环图如下所示：绿灯黄灯红灯秒图2.2主干道时间循环图绿灯黄灯5秒图2.3支干道时间循环图对于其中一条干道，系统的工作流程图如下所示：2系统工作原理如下：初始状态，对于主干道，计数器预置数30秒，在CP脉冲的作用下开始进行倒计时，当倒计数至零时，可以对信号灯控制电74LS160计数，实现对绿灯，黄灯和红灯的亮灭的控制，此时红灯亮，当三种信号灯74LS13874LS192然后是5秒的黄灯，最后是30秒的红灯。对于支干道而言，循环时间是35秒，30秒，5秒，其具体的循环过程与主干道一致。1.3总体设计框架甲车道信号灯乙车道信号灯32.174LS160的功能表如下CR’LDCTpCTtCPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30XXXXXX000001D3D1D2D3D0D1D2D3111↑↑XX11X0XXXX保持因为74ls160控制的是从0开始到3是一个循环因此要将其将输出的Q1，Q2通过与与非非门接到置数端的引脚来控制循环42.2译码器二进制译码器的输入是一组二进制代码出是一组与输入代码一一对应的高，低电平信号。由于需要反馈信号，需要2进制进行转换，由此用到3-8二进制译码器74138.其引脚图如下：真值表如下输入输出5SAAASS231210×××111111110×1010101010101010×××111111110000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110从功能表中我们都可以看到74LS138的八个输出引脚何时刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。由该译码器来控制甲乙道的红绿黄灯的状态和74ls192的置数。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。通过74ls138译码器来控制东西，南北方向的六个显示灯6其真值表如下：信号灯信号真值表主干道信号灯支干道信号灯Y0’Y1’Y2’Y3’R(红)Y（黄）G（绿）r(红）y（黄）g（绿）10001000100001010000110000101070001010100由真值表可知各信号灯的逻辑函数表达式为：’’(1HZ)R=（Y1Y2）’g=’y=’(1HZ)r=（Y0Y3）’据上述逻辑函数表达式经化简根后可画出交通灯信号控制2.3十进制加／减计数器74ls192的功能表：8它的主要功能为：①CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。②LD为预置输入控制端，异步预置。③CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。④CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，⑤BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。74ls192的引脚图如下9通过74ls192来控制倒计时的时间逻辑电路的真值表如下所示：10时间时间5110000001010101000001010511000000显示的时间应该是南北方向29-0、4-0东西方向4-0、29-02.4秒脉冲产生器2.5其他元件111、74ls04六非门的引脚图：真值表如下102、74l00两输入与非门的引脚图12Y11102.6总电路设计图131、第一步确认我们仿真好的元器件在实验室器材室是否有领。如没有所需器件，则需要从现有元器件中找到具有类似功能的元器件进行替换。另外在仿真图上要特别注意线的重叠。142多领一两个备用。3、第三步测验设备，领到器件和实验箱后，检测元器件是否有断脚。另外检测试验箱，管脚插口是否有被堵的。显示管也是需要注意的地方，因为显示管特别容易烧坏，测线，用万能表或者显示灯测验每一根导线连接是否良好，第四，测验芯片，按照各芯片的功能测试芯片是否能正常工作，不能工作的要及时向老师调换。4、排版、接线，首先，根据仿真图上各器件的位置，排好所要用的芯片，注意尽可能的排得合理，稀松，因为我们所用的芯片插板先对比较小的，且电路比较复杂。第二，接线时应该一个一个模块接，接好后依次检查，切忌接完所有电路时在检查，那样一旦接错检查就非常困难。5、调试，当接完所有的线后，打开电源，调试、验证电路是否符合要求。6功能。88脚数码显示管无法正常使用便修改了电路图，改为四输入的数码显示管。故障二：在连接好电路图后发现，数码显示管以及交通灯均不亮。结果：没有接好5V的电源线故障三：在正常通电之后，我们发现在计数到0时才跳转到30，这样使原来计数为30秒变成实际上的31秒。结果：我们把异步清零弄成了同步清零导致多出1秒15实验箱（1个）同步十进制加减法计数器74192（2）同步十进制加法计数器74160（1个）3线8线译码器74138（1）非门74lSL04（2个）与非门74SL00（2个）或门74SL32（1）与门74SL10（2）共阴极显示管（2）指示灯（6）导线若干《技术基础实验与仿真》孙胜麟郭照南主编《数字电子技术实验》《数字电子技术基础》李毅谢松云主编阎石主编16在这两周的课程设计中我感悟了很多，也许你的一念之差就会导致电路图变得复杂，在刚开始的几天我们组内成员经过不断查阅资料，自己画图设计。设计出一个由14图仿真好。但在领元器件时发现我们许多器件没有，原先在仿真中用到的8输入数码显示管也无法使用，另外74ls48也领完。于是我们又开始设计，仿真。74ls48四线制八线译码器是多余的，完全可以直接接入四输入共阴极数码显示管。不仅让我们难于寻找器件，更使我们的接线图变得凌乱与复杂。进过两组不断的讨论，设14片芯片简化到6的接线打好了良好的基础。在第一次接线过程中，我们首先将所有芯片插好，没有检查芯片是否能够正常工作。就按照线路图接线，虽然说很快就将线接好。但是，在打开电源开关的时候发现黄灯不停地闪烁。而且数码显示管也不亮。最后实在没有检查出发现他们在接线之前要一一检测芯片的好坏。这对我们启发很大，我们通过每一块芯片的工作原理进行一一检测，发现74ls38芯片是坏的。我们在确定芯片是好的之后开始重现接线，从数码显示管开始到黄绿灯。当线接好时，通电之后依旧发现黄灯闪而数码显示管不亮。不得已又重新再来，第三次接线我们开始一部分一部分分开接，先接好计数器部分。发现能正常工作，然后再接黄绿灯部分。最后果然这种分部接线法很实用，我们在发现错误时可以排除另一部分对其的影响，使效率得到了提高。这个接线过程花费了我们3天时间，周六也在接，终于在星期一就能调试出来。17在这次数字电子课程设计中，我从中感悟到很多。在设计电路上，对芯片的了解是这次设计的关键，我们要知道自己需要什么芯片，也要知道什么样的芯片与所需芯片有什么相似功能在没有所需芯片时能够找到代替品。团队合作在这次设计中起到了至关重要的作用。通过两组电路的互补得到了一个简单，实用的电路图。在