数字电路交通灯设计模板.docx

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1、数字逻辑电路设计课程设计汇报系（部）：三系专业：通信工程班级：2023级1班姓名，陵学号，成绩：指导老师：李海陵开课时间：2023-2023学年二学期一、设计题目交通信号灯控制器二、重要内容1、分析设计题目的详细规定2、完毕课题所规定的各个子功能的实现3、用mu1tisim软件完毕题目的整体设计三、详细规定（一）、交通灯信号控制器仿真设计设计规定（1）设计一种十字路口的交通灯控制电路，规定东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为35s。时间可设置修改。（2）在绿灯转为红灯时，规定黄灯先亮5s,才能变换运行车道。（3）黄灯亮时，规定每秒闪亮一次。（4）东西方向、南北

2、方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示屏进行显示。（5）假定+5V电源给定。四、进度安排第一天：简介所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和规定。第二天：消化课题，掌握设计规定，明确设计系统的所有功能，图书馆查阅资料。第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。第四天：绘制单元电路并时单元电路进行仿真。第五天：分析电路，对原设计电路不停修改，获得最佳设计方案。第六天：完毕整体设计并仿真验证。第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。第八天：完毕实践汇报的撰写五、成绩评估课程设计成绩按优、良、中、和格、不和格评估，最终考核成绩由四部分构成：1、理论

3、设计方案，演示所设计成果，总成绩40%：2、设计汇报，占总成绩30%；3、回答教师所提出的J问题，占总成绩20%；4、考勤状况，占总成绩10%；无端旷课次，平时成绩减半：无端旷课两次平时成绩为0分，无端旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。前言41、总体设计思绪、基本原理和框图51.1 设计思绪51. 2设计原理和功能51.2.1基本功能513总体设计框图62、单元电路设计62.1 各芯片的使用方法和功能62. 1.1555定期器63. 1.2741S13874. 1.3741S19295. 1.4741S153102.2 单元模块112.2.1秒脉冲信号发生器112.2.2计时器12

4、2.2.3控制器122.2.4信号灯显示屏132.2.5总电路图143、电路仿真调试143.1计数器H勺仿真143. 2控制显示屏的仿真144、故障分析与电路改善153.1 故障分析和处理154. 2电路改善155、总结166、心得体会167、元件清单178、参照文献17前言现如今，伴随人口和汽车的F1益增长，都市交通日益拥挤，人们口勺安全问题也F1益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用于十字路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不停的被改善，设计

5、措施也开始多种多样，从而使交通灯显得愈加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，伴随电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计措施有了很大的改善，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺乏的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换I肉措施,指挥多种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。因此，在本次课程设计里，将以老式的设计措施为基础来实现设计交通控制信号灯。本试验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计措施。1、总体

6、设计思绪、基本原理和框图1.1设计思绪根据设计任务与规定，系统由秒脉冲信号发生器、计数器、控制器、信号灯显示屏四大部分构成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个构成部分提供脉冲信号，通过定期器向控制器发出两种定期信号，使对应的发光二极管发光。计数器在控制器的控制下，变化交通灯信号，产生倒计时时间显示，控制器根据计数器的信号，进行状态间的转换，使显示屏的显示发生对应转变。根据所学知识，秒脉冲信号发生器可由555定期器构成多谐振荡器实现，计数器可由741S192实现，控制器可由D触发器实现。1.2设计原理和功能甲车道和乙车道的十字路口交通灯系统，每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3个灯构成，绿

7、灯表达容许车辆通行，红灯表达严禁通行，黄灯为过渡灯，表达该车道上已过停车线的车辆继续通行，未过停车线的车辆严禁通行。图1.11.2.1基本功能1 .东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为35s。时间可设置修改。2 .在绿灯转为红灯时，黄灯先亮5s,才能变换运行车道。3 .黄灯亮时，规定每秒闪亮一次。4 .东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示屏进行显示。13总体设计框图图1.3总设计框图2、单元电路设计2.1各芯片的使用方法和功能2.1.1555定期器555定期器H勺功能重要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和

8、放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的反相输入端的电压为2VCC/3,C2的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压不不小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=I0假如阈值输入端TH的电压不小于2VCC/3,同步TR端的电压不小于VCC/3,则C1小J输出为0,C2的输出为1可将RS触发器置0,使输出为0电平。它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般状况下接地。2脚：低触发端3脚：输出端Vo4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不管TR、TH处在何电平，时基电路输出为“0”，该

9、端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可变化内部两个比较器U勺基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只001F电容接地，以防引入干扰。6脚:TH高触发端。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定期器时电容的放电。8脚：外接电源VCC,双极型时基电路VCCI内范围是4.516V,CMOS型时基电路VCC的范围为318V。一般用5V.在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为时状况下，555定期器U勺功能表如表所示清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0XX0导通直接清零101X保持上一状态保持上一状态1101截止置11001截止置11110导通清

10、零表2.1.2741S138741S138为3线一8线译码器，共有541S138和741S138两种线路构造型式。工作原理1 .当一种选通端（E1）为高电平，另两个选通端（E2）和/（E3）为低电平时，可将地址端（AO、AkA2）的二进制编码在Yo至Y7对应的输出端以低电平译出。例如:A2A1AO=11O时，则Y6输出端输出低电平信号。2 .运用EKE2和E3可级联扩展成24线译码器：若外接一种反相器还可级联扩展成32线译码器。3,若将选通端中的一种作为数据输入端时，741S138还可作数据分派器。4 .可用在8086的译码电路中，扩展内存。引脚功能如图图A(TA2：地址输入端STA(E1)：

11、选通端/STB(/E2)、/STC(/E3)：选通端(低电平有效)/Y0VY7：输出端(低电平有效)VCC：电源正GND：地真值表如表输入输出STA/STB/STCA2A1AO/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7XHXXXXHHHHHHHHXXHXXXHHHHHHHH1XXXXXI1HIIHI1HHHH111111HHHHHHHH1111HH1HHHHHHH111H1HH1HHHHHH111I1HI1HH1I1HHHH11H11HHHH1HHHH11H1HHHHHH1HHH11HH1HHHHHH1HH1I1HIHHHHH11HHH1表.1.22.1.3741S192具有清除和置数等

12、功能，其引脚排列和逻辑符号如图6所示。其中P1为置数端，CPU为加计数端，CPd为减计数端，TCu为非同步进位输出端，TCd为非同步借位输出端，PO、PhP2、P3为计数曙输入端，MR为清除端，QO、Q1Q2、Q3为数据输出端。图741S192I内引脚图和逻辑符号741S192是双时钟方式的卜进制nJ逆计数器。CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。(a)(b)1D为预置输入控制端，异步预置。CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。CO为进位输出：IOO1状态后负脉冲输出BO为借位输出：OOOO状态后负脉冲输出。其功能表如下:输出输入MRP1CPuCPDP3P2P1POQ3Q2Q1

13、QO1XXXXXXX000000UxXdCbadCba01由XXXX加计数011XXXX减计数表2.13741S192H勺功能表2.1.4741S153所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。其引脚排列和逻辑符号如卜所示:IY2Y双4曲翔gj741S153NIGs2G为两个独立的使能端；B、A为公用的地址输入端；ICO1C3和2C02C3分别为两个4选1数据选择器H勺数据输入端：Y1、Y2为两个输出端。1当使能端IG(2G)=1时，多路开关被严禁，无输出，丫=0。2.当使能端IG(2G)=O时，多路开关正常工作，根据地址码B、A的状态，将对应的数据C0C3送到输出端YoBA=OO则选择Co数据到输出端，即Y=C0。BA=O1则选择C1数据到输出端，即Y=C1,其他类推。其功能表如F：选择输入数据输出选通输入输出BACOC1C2C3GY111XXX11XXXXXXH111HXXX1H1IIX1XX111IIX