PAGEPAGE2《數字電子技術》課程設計報告交通信號燈控制電路姓名:喻琨專業:電子信息工程班級:073143學號:07314327指導老師:郭文目錄一、封面……………………1二、目錄……………………2三、設計任務及要求………3四、系統總體設計…………4五、系統各部分電路設計…………………5六、系統總電路圖…………11七、小結……………………12設計任務及要求在當今經濟與科學高速發展的社會，人們所倡導的是秩序與和諧，作為社會規范的一員，交通指揮是非常重要的一員，本次設計是無人值守的交通燈，保證車輛與人員的順利通過圖3-1設計示意圖任務要求：1.十字路口交通燈設南北、東西,紅(R)、黃(Y)、綠(G)分別是NSR,NST,NSG,EWR,EWY,EWG.2.他們工作方式如交通燈順序工作流程圖所示,其中黃燈亮以1S為周期閃爍3.十字入口有數字顯示倒計時時間4.擴展:可改為手動控制，夜間控制模式5.設計該電路并畫出整體電路原理圖6.完成設計電路連接與調試。系統總體設計圖中設南北方向的紅、黃、綠燈分別為NSR、NSY、NSG，東西方向的紅、黃、綠燈分別為EWR、EWY、EWG。它們的工作方式，有些必須是并行進行的，即南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮因此得出交通燈順序工作流程圖如圖4-1圖4-1交通燈順序工作流程圖如要滿足兩個方向的工作時序：即東西方向亮紅燈時間應等于南北方向亮黃、綠燈時間之和，南北方向亮紅燈時間應等于東西方向亮黃、綠燈時間之和。時序工作流程圖見下圖所示。圖4-2時序工作流程圖假設每個單位時間為3秒，則南北、東西方向綠、黃、紅燈亮時間分別為15秒、3秒、18秒，一次循環為36秒。其中紅燈亮的時間為綠燈、黃燈亮的時間之和，黃燈是間歇閃耀。。系統各部分電路設計交通燈控制器系統圖圖5-1交通燈控制器系統圖根據設計任務和要求，參考圖5-1，設計方案可以從以下幾部分進行考慮。秒脈沖和分頻器因十字路口每個方向綠、黃、紅燈所亮時間比例分別為5:1:6，所以選4秒為一單位時間，即計數器每計4秒輸出一個脈沖。這一電路就很容易實現。交通燈控制器由波形圖可知，計數器每次工作循環周期為12，所以可以選用12進制計數器。計數器可以用單觸發器組成，也可以用中規模集成計數器。這里我們選用中規模74LS164八位移位寄存器組成扭環形12進制計數器。扭環形計數器的狀態表如下示。圖5-2扭環形計數器的狀態表根據5-2，我們不難列出東西方向和南北方向綠、黃、紅燈的邏輯表達式：東西方向綠：黃：紅：南北方向綠：黃：紅：由于黃燈要求閃耀幾次，所以用時標1s和EWY或NSY黃燈信號相“與”即可。圖5-374LS164引腳圖圖5-474LS164功能表顯示控制部分顯示控制部分實際上是一個定時控制電路。當綠燈亮時，使減法計數器開始工作（用對方的紅燈信號控制），每來一個秒脈沖，使計數器減1，直到計數器為“0”而停止。譯碼顯示可用74LS248BCD碼七段譯碼器，顯示器用LC5011-11共陰極LED顯示器，計數器材選用用74LS168圖5-574LS248引腳圖圖5-674LS248功能表圖5-874LS168功能表圖5-874LS168功能表手動/自動控制，夜間控制這可用一選擇開關進行。置開關在手動位置，輸入單次脈沖，可使交通燈在某一位置上，開關在自動位置時，則交通信號燈按自動循環工作方式運行。夜間時，將夜間開關接通，黃燈閃亮。系統總電路圖根據設計任務和要求，交通信號燈控制器參考電路，下圖所示。總電路簡要說明單次手動及脈沖電路單次脈沖是由兩個與非門組成的RS觸發器產生的，當按下K1時，有一個脈沖輸出使74LS164移位計數，實現手動控制。K2在自動位置時，由秒脈沖電路經分頻后（4分頻）輸入給74LS164，這樣，74LS164為每4秒向前移一位（計數1次）。秒脈沖電路可用晶振或RC振蕩電路構成。單次脈沖是由兩個與非門組成的RS觸發器產生的，當按下K1時，有一個脈沖輸出使74LS164移位計數，實現手動控制。K2在自動位置時，由秒脈沖電路經分頻后（4分頻）輸入給74LS164，這樣，74LS164為每4秒向前移一位（計數1次）。秒脈沖電路可用晶振或RC振蕩電路構成。控制器部分它由74LS164組成扭環形計數器，然后經譯碼后輸出十字路口南北、東西兩個方向的控制信號。其中黃燈信號必須滿足閃耀，并在夜間時，使黃燈閃亮，而綠、紅燈滅。數字顯示部分當南北方向綠燈亮，而東西方向紅燈亮時，使南北方向的74LS168以減法計數器方式工作，從數字“24”開始往下減，當減到“0”時，南北方向綠燈滅，紅燈亮，而東西方向紅燈滅，綠燈亮。由于東西方向紅燈滅信號（EWR：0）使與門關斷，減法計數器工作結束，而南北方向紅燈亮使另一方向——東西方向減法計數器開始工作。在減法計數開始之前，由黃燈亮信號使減法計數器先置入數據，圖中接入U/和的信號就是由黃燈亮（為高電平）時，置入數據。黃燈滅（Y=0）而紅燈亮（R=1）開始減計數。實驗小結通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力.加深了以前不熟悉芯片的記憶同時也了解了仿真軟件的基本使用方法。該課程設計很好體現了源于課本的設計理念,為了正確理解該實驗,我查閱了很多課本上的資料,很多以前不是很懂的問題現在都已經一一解決了.在課程設計的過程中,我想了很多種方案,對同一個問題(像計數器的接法)都想了很多種不同的接法,運用不同的芯片進行了比較,最后還是采取了上面的方法進行連接.由此增強了自己對數字電路這門課程的理解，今后我會將自己所學的知識運用到生活學習中。參考文獻《數字電子技術基礎》

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東華理工大學課程設計評分表學生姓名：喻琨班級：073143學號：07314327課程設計題目：交通信號燈控制電路項目內容滿分實評選題能結合所學課程知識、有一定的能力訓練。符合選題要求（3人一題）5工作量適中，難易度合理10能力水平能熟練應用所學知識，有一定查閱文獻及運用文獻資料能力10理論依據充分，數據準確，公式推導正確10能應用計算機軟件進行編程、資料搜集錄入、加工、排版、制圖等10能體現創造性思維，或有獨特見解15成果質量模型正確、合理，各項技術指標符合要求。15摘要敘述簡練完整，假設合理、問題分析正確、數學用語準確、結論嚴謹合理；問題處理科學、條理分明、語言流暢、結構嚴謹、版面清晰15論文主要部分齊全、合理，符號統一、編號齊全