简易交通灯控制逻辑电路方案设计书-数电课程方案设计书 .docx

精品名师归纳总结数字电子课程设计 交通信号灯掌握器学校：河南高校专业： 自动化班级： 07 自动化姓名： 张利学号： 2007006042日期： 2021.12.13到 2021.12.27可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录一、设计任务书与要求.3二、方案设计与论证.3三、单元电路设计.4四、总原理图与单元清单.8五、结论与心得.8六、参考文可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结献.9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、设计任务与要求简易交通灯掌握规律电路设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间15s。2. 东西方向与南北方向黄灯亮，时间5s。3. 南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间l0s。4. 假如发生紧急大事，可以手动掌握四个方向红灯全亮，禁止该道路的车辆通行，特别情形过后能复原正常。二、方案设计与论证依据设计任务与要求 ,我们可以知道这个交通灯的设计是分主次干道的,两个方面的时间是不同的 ,东西方向通行 15s,南北方向 10s,这就要求我们要有两个计数器 ,依据我自己的体会,东西方向通行15s 完,倒计时数字显示器会显示到0,然后切换到南北方向通行10s 完之后, 倒计时数字显示器也会显示到0 之后然后切换到南北方向 ,这样如此循环 ,这样的话我们就要设计一个 16 进制和一个 11 进制的计数器 ,依据我们所学和学问 ,可以用两片74192 芯片来构成对应进制的计数器 ,由于是 15 和 10 之间循环切换 ,我们可以用利用 JK 触发器的翻转功能来实现两种进制计数器之间的切换。当然仍有每个方向倒计时只有5s 时,黄灯闪 ,始终到 0 为止,由于黄灯是当两个计数器倒计时到5 时开头闪 ,我们就可以在这时发出一个脉冲然后始终保持到0,或者是接收 05 这段时间的脉冲都可以控黄灯只在到了这段时间才亮。仍有就是一个紧急开关,我们可以掌握在显现紧急情形时使用清零端使之清零 ,并且红灯直接接到电源 ,使之始终处于亮的状态。方案一：交通灯掌握原理图 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结秒脉冲源倒 计 时计数器计数进制转换器黄灯控制器时间显示 器紧急开关交通显示灯图 11) 正常运行时倒计数第一倒计时预置数,通过秒脉冲源给器发送秒脉冲 ,倒计时器开头倒计时 ,驱动时间显示器显示 ,并且交通灯也正常运行 ,当倒计时器计到 5s 时,我们当然同时可以在时间显示器上看到 ,这时倒计时器驱动黄灯掌握器 ,使正在亮绿灯方向的黄灯闪耀 ,当倒计时器计到 0 时,驱动计数进制转换器 ,使倒计时器预置为另一个进制 ,并同时掌握和转变交通灯的显示 ,其实就是计数进制转换器既可以完成进制转换,也同时充当了交通灯的转换功能 .如此往复循环 .2) 紧急情形时当按下紧急开关时 ,倒计时器始终处于清零状态 ,车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起 .并且在显现紧急情形后复原正常时通过紧急开关可以切换哪个方向先通行.1) 正常运行时由 555 定时器计时 ,驱动交通灯挑选器掌握交通灯的显示,当一个方向的计数完成之后会产生一个脉冲 ,给通道挑选器 , 然后通道挑选器驱动计数进制转换器转换到 另一个进制 ,由计数进制转换器预置555 定时器的定时时间 ,然后再驱动交通灯挑选器掌握交通灯的显示 ,如此往复 ,其中 555 定时器是由电阻和电容来掌握定时时间,其中的计数进制转换器就可用一个数据安排器74138 来挑选所需电阻的大小来掌握 , 通道择器就可用两个 JK 触发器构成一个四进制的计数器 ,其中两个输出端就可以来作为计数进制转换器 74138 的输入 ,并且这两个输出端仍可作为交通灯挑选器74138 的输入2) 紧急情形时当按下紧急开关时 ,使交通灯挑选器的使能端为0,各个方向的红灯直接接到电源,这样可以使车辆通行的交通灯四个方向的红灯同时亮起.挑选:通过这两个方案的对比 ,由其次个方案用的是555 定时器来计时 ,所以无法显示倒计时的时间, 并且在显现紧急情形后复原正常时也不能通过紧急开关心换哪个方向先通行.我觉得第一个方案更符合我们的实际要求,所以我挑选了第一个方案 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、单元电路设计1. 倒计时计数器这里是采纳两片 74192 两片芯片构成 16 和 11 进制计数器 ,掌握个位数字的 74192的减计数掌握端接 1HZ 的脉冲输入 ,其中输入端 A、C 是接在一起并接在进制掌握器的输出端。其中两个 74192 的置数端是由掌握十位数字的 74192 一个高位输出端 QD 通过一个非门接过来的，并且低位输入端A 接高电平，掌握十位数字的74192 的减计数掌握端接掌握个位数字的 74192 的借位输出端 BO。两个 74192 的清零端都接在紧急开关的一端。如下图：图 32. 黄灯掌握电路这里是采纳数据安排器 74138，该芯片的输入端 A、B、C 分别接倒计时计数器中的掌握个位数字的 74192 的输出端 QA、QB、QC，为了保证是在显示器只是在显示05s 时黄灯亮，应把此 74138 的使能端 G1 由倒计时计数器中的掌握十位数字的74192 的输出端 QA 与由倒计时计数器中的掌握个位数字的74192 的输出端 QD 通过一个或门再经过可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一个非门接过去。然后 6 输出端 Y0 、Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 都分别经过一个非门然后都接入一个或门，那么或门的输出端就是接黄灯的，也即黄灯掌握器的输出端。如下图：图 43. 信号灯转换电路（计数进制转换器）信号灯转换器其实就是由计数进制转换器来实现，即一个JK 触发器，其中 J、K 端都同时接高电平，即构成了一个T触发器，目的就是实现翻转功能，其时钟输入端是由 倒计时计数器中的两片74192 的八个输出端经过一个或门然后经过一个非门接入。如下图：图 54. 交通灯显示电路一个方向的红灯由信号灯转换电路的反向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个或门接入 ,黄灯是由信号灯转换电路的正向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个非门以及一个黄灯掌握电路的输出端经过一个1HZ 的脉冲源 ,这三个输出端再经过一个与门接入 , 绿灯由信号灯转换电路的正向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个非门,这两个输出端再经过一个与门接入。另一个方向的红灯由信号灯转换电路的正向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个或门接入 ,黄灯是由信号灯转换电路的反向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个非门以及一个黄灯掌握电路的输出端经过一个1HZ 的脉冲源 ,这三个输出端再经过一个与门接入 ,绿灯由信号灯转换电路的反向输出端Q 和一个紧急开关的输出端经过一个非门 ,这两个输出端再经过一个与门接入 .其中仍加入一人行道的信号灯 ,这些灯的接法就是红灯接在相邻车辆信号灯的绿灯上,绿灯接在相邻车辆信号灯的红灯上即可,也就是该方向上的车辆通行 ,人行道就禁通行 ,反之,人行道通行 .如下图:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 紧急开关该开关这里用的是单刀双掷开关 ,一端就是接入每个交通灯 ,直接接红灯 ,其它灯是经过了一个非门接入 ,该端仍接入到倒计时计数器两片 74192 的清零端 .另一端是不起作用 ,其实也可以用一个单刀单掷开关 , 该开关不仅能够在发生紧急大事，可以手动掌握四个方向红灯全亮。在处理完紧急大事后 ,第一次开头进入正常运行状态时仍可以通过它掌握切换挑选哪个方向开头先通行 .图 76. 脉冲发生器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 8如上图所示， R6 和 C2 组成一个串联的充放电电路，在 NE555 的 7 引脚上输出一个方波信号 C2 上得到一个三角波，此三角波送到 NE555 的 2 脚输入端。由 NE555 的内部比较器和门电路共同作用，以维护 7 脚上的方波信号和 3 脚上的输出方波。四、总原理图及元器件清单1. 总原理图如图 82. 元件清单元件序号型号主要参数数量备注1NE5551脉冲发生器274LS1922计数器3CL-51614四输 入红 色数码管474LS1121JK 触发器5CD407828 输入或门6CD4073B23 输入与门可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结77HC08N22 输入与门8CC407132 输入或门974LS04D10非门101174138LH61RGY17128数据安排器模拟交通灯五、结论与心得经过两周的努力，我最终完成关于交通灯掌握电路的电子课程设计，通过两周不断的查资料 让我积存了很多实际操作体会，已初步把握了数电的应用技术，以及数字电路的学问和有关 器件的应用，我深刻体会到了数子电路技术对当今现代社会的重要作用。经过这次设计， 我学会了很多东西，学会了严密的摸索，构想及怎样把方案付诸于实际行动之中。同时与社 会的不断高速进展的步伐相比，我熟悉到自己所学的学问和技能仍远远不足，有些实际性的 问题仍不能够解决，缺少很多有实际运用价值的学问储备，缺乏应有的动手解决实际问题的 才能，缺乏些高效利用及挑选大量资料的才能，缺乏资源共享及应有的团队合作精神，有待 进一步提高，我应当学好自己的专业学问以适应不断进展的社会。在这次课程设计中，我学会了如何有效的利用网络资源及图书馆的藏书，找到了几个很不错的专业网站，为以后的查阅专业方面的信息和相互之间的沟通打下了坚实的基础，学会了如何看电路图，识别电路图，提高了自己的专业技能，同时也培育了自己独立解决实际问题的才能，也培育了自己仔细和严谨的科学态度，收到了很大的启示，为以后的工作积存了些珍贵的体会。六、参考文献1 高吉利.数字电子技术 .北京：电子工业出版社2 梁宗善. 电子技术基础课程设计 M. 武汉：华中理工高校出版社3 李玲远，范绿蓉，陈小宇 .电子技术基础试验 .北京：科学出版社可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 彭介华.电子技术课程设计指导 M. 北京：高等训练出版社5 康光华 电子技术基础（数电部分）华中理工高校电子学教研室可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载