.、電子技術課程設計報告——交通信號燈控制邏輯電路的設計】】】作品 報告 答辯 平時 總分40% 20% 20% 20% 100%設計題目：交通信號燈控制邏輯電路設計班級學號：自動化111 08060211126學生姓名： 熊小玲可編輯文本.目錄一、預備知識.............................................................................-3-二、課程設計題目：交通信號燈控制邏輯電路設計錯誤!未定義書簽。三、課程設計目的及基本要求.............................................-9-四、設計內容提要及說明.......................錯誤!未定義書簽。4.1設計內容.................................................錯誤!未定義書簽。4.2設計說明.................................................錯誤!未定義書簽。五、原理圖及原理.....................................錯誤!未定義書簽。5.1功能模塊電路原理圖..........................錯誤!未定義書簽。5.2模塊工作原理說明.............................................................-10-六、課程設計中涉及的實驗儀器和工具錯誤!未定義書簽。七、課程設計心得體會............................錯誤!未定義書簽。八、參考文獻...........................................................................-12-可編輯文本.一、預備知識對原器件的了解；（1）、二極管：、二極管又稱晶體二極管 ,簡稱二極管(diode);它只往一個方向傳送電流的電子零件。它是一種具有 1個零件號接合的2個端子的器件，具有按照外加電壓的方向，使電流流動或不流動的性質。晶體二極管為一個由 p型半導體和n型半導體形成的 p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于 p-n結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態。、作用：整流、鉗位、穩壓、續流；、（2）、電阻：、電阻（Resistance，通常用“R”表示），是一個物理量，在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙可編輯文本.作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。而超導體則沒有電阻。、作用：標準電阻的主要作用是發熱，跟其它元件并聯時，電阻可以分流。跟其它元件串聯時，電阻可以分壓。、（3）、電容：、電容器通常簡稱其為電容，用字母 C表示。定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。、作用：電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制等方面。、（4）、芯片：555引腳功能1腳：外接電源負端 VSS或接地，一般情況下接地。腳：低觸發端腳：輸出端Vo可編輯文本.4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“ 0”，該端不用時應接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只 0.01μF電容接地，以防引入干擾。6腳：TH高觸發端。腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。9．555引腳圖可編輯文本.（5）、芯片：CD4017引腳功能CD4017是十進制計數／分頻器，它的內部由計數器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是 Q0、Q1、Q2、、Q9依次出現與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。、CD4017有3個輸（MR、CP0和~CP1），MR為清零端，當在 MR端上加高電平或正脈沖時其輸出 Q0為高電平，其余輸出端（ Q1～Q9）均為低電平。CP0和～CPl是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數，則信號由 CP0端輸入；若要用下降沿來計數，則信號由～ CPl端輸入。設置2個時鐘輸入端，級聯時比較方便，可驅動更多二極管發光。 由此可見，當CD4017有連續脈沖輸入時，其對應的輸出端依次變為高電平狀態，故可直接用作順序脈沖發生器。CD4017有兩個時鐘端CP和EN，若用時鐘脈沖的上沿計數，則信號從CP端輸入；若用下降沿計數，則信號從EN端輸入。設置兩個時鐘端是為了級聯方便。④、CD4017引腳功能CMOS集成電路CD4017C采用標準的雙列直插式腳塑封，它的引腳排列如圖 1所示。 CC4017是國標型號，它與國外同類產品 CD4017在邏輯功能、引出端和電參數等方面完全相同，可以直接互換。其引腳功能如 1：①腳(Y5)，第5輸出端；②腳(Y1)，第1輸出端；③腳(Y0)，第0輸出端，電路清零時，該端為高電平；可編輯文本.④腳(Y2)，第2輸出端；⑤腳(Y6)．第6輸出端；⑥腳(y7)，第7輸出端；⑦腳(Y3)，第3輸出端；⑧腳(vss)．電源負端；⑨腳(Y8)，第8輸出端；⑩腳(Y4)．第4輸出端；腳(Y9)．第9輸出端；腳(Qco)，級聯進位輸出端，每輸入10個時鐘脈沖，就可得一個進位輸出脈沖，因此進位輸出信號可作為下一級計數器的時鐘信號。腳(EN)，時鐘輸入端，脈沖下降沿有效；腳(CP)，時鐘輸入端．脈沖上升沿有效；腳(R)，清零輸入端，在“R”端加高電平或正脈沖時，CD40171C計數器中各計數單元輸出低電平“ 0”，在譯碼器中只有對應“ 0”狀態的Y0輸出端為高電平；腳(VDD)，電源正端．3～18V直流電壓。CD40171C內部邏輯電原理圖如圖 1-2所示。它是由十進制計數器電路和時序譯碼電路兩部分組成。其中的 D觸發器 Fl～F5構成了十進制約翰遜計數器，門電路 5～14 構成了時序譯碼電路。約翰遜汁數器的結構比較簡單． 它實質上是一種串行移位寄存器。除了第 3個觸發器是通過門電路 15、16構成的組合邏輯電路作用于 F3的D3端以外，其余各級均是將前一級觸發器的輸出端連接到后一級觸發器的輸入端 D的，計數器最后—級的 Q5端連接到第一級的 D1可編輯文本.端。這種計數器具有編碼可靠，工作速度快、譯碼簡單，只需由二輸入瑞的與門即可譯碼，且譯碼輸出無過渡脈沖干擾等特點。 通常只有譯碼選中的那個輸出端為高電平，其余輸出端均為低電平。為了使電路能迅速進入表 1～l所列狀態，就在第三級計數單元的數據輸入端上加接了兩級組合邏輯門，使Q2不直接連接 D3，而使03由下列關系決定：D3＝Q2(Ql+Q3)這樣做，當電源接通后，不管計數單元出現哪種隨機組合，最多經過8個時鐘脈沖輸入之后 ，都會自動進入表 l～l所列狀態。CD4017有3個輸入端：復位清零端 R，當在R端加高電平或正脈沖時，計數器清零，在所有輸出中，只有對應“ 0”狀Q0態的輸出高電平，其余輸出可編輯文本.均為低電平：時鐘輸入端 CP和CE，其中CP端用于上升沿計數，CE端用于下降沿計數，這兩個輸入端的內部邏輯電路如圖 2所示。由圖 2可見，CP和CE還有互鎖的關系，即利用CP計數時，CE端要接低電平：利用CE計數時，CP端要接高電平。反之則形成互鎖。（6）、IC底座：、有的怕焊接時燒毀，有的需要燒寫程序，有的需要拆下來測試調試，有的為了更換升級方便，有的。。。。總之，有插座更靈活！、可編輯文本.二、課程設計題目：交通信號燈控制邏輯電路設計設計一個十字路口交通燈控制電路，要求 :（1）主干道和支干道交替放行，主干道每次放行 30秒，支干道每次放行 20秒。（2）每次綠燈變紅燈時，黃燈先亮 5秒，此時原紅燈不變。三、課程設計目的及基本要求⑴、 設計目的：提高學生的動手實踐能力、運用所學的知識分析電路和了解元器件的基本用法。⑵、 基本要求：主要介紹了交通信號燈的制作原理以及 Multisim10和protel的一些基本的操作和用法。電路分塊清晰， PCB板美觀、模塊清晰。經仿真電路原理正確。達到任務要求。⑶、 按照原理圖連接好各原件，然后焊接完成即可，焊接完后會有話筒輸入端和電源端，電源端一端接電源，一段接地，主干道上綠燈亮時，次道上同時亮起紅。以此不斷的亮起主次道的不同信號燈來實現設計的內容。可編輯文本.四、設計內容提要及說明設計內容提要：⑴、由于主干道和支干道交替放行，當主干道上的綠燈時， 支干道上的紅燈同時亮。主道上跳轉黃燈時，支干道的紅燈不變。當主干道的燈變成紅燈時，支干道的燈跟隨著變綠燈。當主道上變成黃燈時，支干道上的燈依然是綠燈。以此循環主干道和支干道交替放行的功能達到交通的有秩序的的進行。⑵、要求：主干道和支干道交替放行，主干道每次放行 30秒，支干道每次放行20秒。每次綠燈變紅燈時，黃燈先亮5秒，此時原紅燈不變。設計說明：交通信號燈由紅燈（表示禁止通行）、綠燈（表示允許通行）、黃燈（表示警示）組成。道路交通信號燈是交通安全產品中的一個類別，是為了加強道路交通管理，減少交通事故的發生， 提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。適用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信號控制機控制，指導車輛和行人安全有序地通行。綠燈時準許通行信號紅燈信號是絕對禁止通行信號。紅燈亮時， 禁止車輛通行。右轉彎車輛在不妨礙被放行的車輛和行人通行的情況下，可以通行。紅燈信號是帶有強制意義的禁行信號， 遇此信號時，被禁行車輛須停在停止線以外，機動車等候放行時，不準熄火，不準開車門，各種車輛駕駛員不準離開車輛；自行車左轉彎不準推車從路口外邊繞行，直行不準用右轉彎方法繞行。黃燈亮時，已越過停止線的車輛，可以繼續通行。可編輯文本.黃燈信號的含義介于綠燈信號和紅燈信號之間，其中不準通行的一面黃燈亮時，警告駕駛人和行人通行時間已經結束， 馬上就要轉換為紅燈，應將車停在停止線后面，行人也不要進入人行橫道。五、原理圖及原理說明交通信號燈原理圖5.1本制作主要由NE555、CD4017、電位器103、紅綠黃LED燈、IN4148二極管、電阻電容等元器件組成。5.2工作原理：可編輯文本.電路中的NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同；而 555是一個用途很廣且相當普遍的計時 IC，只需少數的電阻和電容，便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。 主要特點1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 電路中的NE555產生脈沖信號觸發 CD4017的CLK端，CLK為脈沖信號輸入端，時鐘輸入端的斯密特觸發器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘上升和下降時間無限制，隨著脈沖的輸入 CD4017的10個輸出引腳依次輸出高電平，當完成10個輸出時CD4017自動復位，CO（進位輸出）在前五個脈沖為高電平，后五個脈沖時為低電平。運用555時基電路構成多諧震蕩器以提供時鐘脈沖。利用輸出端多個 IN4148二極管并聯再與電阻串聯限流作用使LED燈亮。運用555同時控制兩個CD4017的CLK來實現主干道和支干道上的交通信號燈的控制。六、課程設計中涉及的實驗儀器和工具工具和實驗儀器：電烙鐵、烙鐵架、鑷子、吸錫器、斜口鉗、松香、錫絲、萬用板、萬用表、示波器等其他工具。⑴、電烙鐵使用說明和細節：新烙鐵使用前，應用細砂紙將烙鐵頭打光亮，通電燒熱，蘸上松香后用烙鐵頭刃面接觸焊錫絲，使烙鐵頭上均勻地鍍上一層錫。這樣做，可以便于焊接和防止烙鐵頭表面氧化。舊的烙鐵頭如嚴重氧化而發黑，可用鋼挫挫去表層氧化物，使其露出金屬光澤后，重新鍍錫，才能使用；可編輯文本.、使用前，應認真檢查電源插頭、電源線有無損壞。并檢查烙鐵頭是否松動；電烙鐵使用中，不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過多時，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人；焊接過程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時，應放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發生事故；、焊接電子元件，一般采用有松香芯的焊錫絲。這種焊錫絲，熔點較低，而且內含松香助焊劑，使用極為方便。⑵、萬用表的簡單使用：、插孔和轉換開關的使用：首先要根據測試目的選擇插孔或轉換開關的位置，由于使用時測量電壓，電流和電阻等交替的進行，一定不要忘記換檔。切不可用測量電流或測量電阻的檔位去商量電壓。如果用直流電流或電阻去測量220的交流電壓，萬用表則會立馬燒壞；、測試表筆的使用：萬用表有紅，黑筆，別看它就有兩根，使用中能不能運用自如，也是大有學問的，如果位置接反，接錯，將會帶來測測試錯誤或燒壞表頭的可能性。一般紅表筆為“ +”，黑筆-”為；“表筆插放萬用表插孔時一定要嚴格按顏色和正負插入。測直流電壓或直流電流時，一定要注意正負極性 ~沒電流時，表筆與電路串聯，測電壓時，表筆與電路并聯，不能搞錯。、如何正確讀數：萬用表使用前應檢查指針是否在零七八碎位上，如不指零位，可調正表蓋上的機械調節器，調至零位；萬用表有多條標尺，一定要認清對應的讀數標尺，不能圖省事面而把交流和直流標尺任意混用，更不能看錯；可編輯文本.萬用表同一測量項目有多個量程， 例如直流電壓量程有 1V，10V，15V，25V，100V，500V等，量程選擇應使指針滿刻度的 2/3附近。測電阻時，應將指多云指向該檔中心電陰值附近，這樣才能使測量準確。⑶、示波器的組成：示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數字電路實驗現象、分析實驗中的問題、測量實驗結果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統、同步系統、 X軸偏轉系統、Y軸偏轉系統、延遲掃描系統、標準信號源組成；示波器的簡單使用如下：、熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號波形的電壓和時間之間的關系。水平方向指示時間，垂直方向指示電壓。水平方向分為 10格，垂直方向分為 8格，每格又分為 5份。垂直方向標有0％，10％，90％，100％等標志，水平方向標有 10％，90％標志，供測直流電平、交流信號幅度、延遲時間等參數使用。根據被測信號在屏幕上占的格數乘以適當的比例常數 (V／DIV，TIME／DIV)能得出電壓值與時間值。、示波管和電源系統：電源、輝度、聚焦、標尺亮度。、時基選擇(TIME／DIV)和微調。時基選擇和微調的使用方法與垂直偏轉因數選擇和微調類似。七、課程設計心得體會此次課程設計是有關晶體管器件的課程設計，再經過了大量的查閱書籍，網絡資料后，我選擇了《交通信號燈邏輯電路設計》這個題目，首先進行電路可編輯文本.原理圖的設計， 然后再PROTELL上進行繪制原理圖， 然后對電路中的各個部分進行調整修改，成功后我對它進行了 PCB版圖制作，按照設計的電路原理圖用電烙鐵把元器件焊接在萬用板上，連接后在實驗室不斷地調試、修改，最后得到所需要的結果。此次晶體管器件的課程設計對我們的總