交通信號(hào)燈課設(shè)

1、 塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)目 錄1工程概述11.1課程設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求11.3材料清單22電路設(shè)計(jì)32.1交通信號(hào)燈流程原理02.2交通信號(hào)燈的仿真圖42.3脈沖信號(hào)的設(shè)計(jì)42.474LS00芯片的介紹和運(yùn)用72.574LS08芯片的介紹和運(yùn)用82.674LS20的介紹和運(yùn)用92.774LS90芯片的介紹和運(yùn)用112.874LS48芯片和數(shù)碼管的使用122.9發(fā)光二極管的介紹132.10運(yùn)用Multisim軟件模擬電路143運(yùn)用數(shù)字電路集成箱模擬電路154電路連接184.1使用說(shuō)明194.2系統(tǒng)常見故障分析204.3電路測(cè)試結(jié)果21總 結(jié).24致謝.25參考文獻(xiàn).26交通信

2、號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)摘 要:本次課設(shè)能深入了解交通信號(hào)燈的應(yīng)用原理，更好的掌握所學(xué)知識(shí)，將理論聯(lián)系實(shí)際，而且在實(shí)際操作中培養(yǎng)自己的實(shí)際動(dòng)手能力，將理論應(yīng)用與實(shí)際生活中。學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的數(shù)字電子技術(shù)課程，這次的課程設(shè)計(jì)主要綜合了解與運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查這一學(xué)期的學(xué)習(xí)狀況。通過(guò)制作來(lái)了解交通燈控制系統(tǒng)，了解譯碼器、計(jì)數(shù)器、寄存器芯片的作用。交通燈控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)城市交叉路口紅綠燈的控制。在現(xiàn)代化的大城市中，十字交叉路口越來(lái)越多，在每一個(gè)交叉路口都需要有一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間間隔和轉(zhuǎn)換順序，這就需要一個(gè)安全、自動(dòng)的系統(tǒng)對(duì)紅、黃、綠的轉(zhuǎn)化進(jìn)行管理。本次的設(shè)計(jì)就是基于此目的進(jìn)行的。關(guān)鍵詞：控制器

3、；計(jì)數(shù)器；譯碼器1 工程概述1.1 課程設(shè)計(jì)目的 1) 綜合運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)課程中所學(xué)到的知識(shí)去完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)。2) 通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3) 進(jìn)一步熟悉常用電子器件，并掌握合理選用芯片。4) 學(xué)習(xí)用模擬電路軟件Multisim和Ewb。5) 學(xué)會(huì)電路的安裝與調(diào)試技能。6) 進(jìn)一步熟悉電子儀器的使用方法、7) 學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。8) 培養(yǎng)嚴(yán)肅的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1) 首先，用Multisim和Ewb做出仿真電路圖并運(yùn)行成功。其次，用數(shù)字電路集成箱測(cè)試芯片并進(jìn)一步熟悉模擬數(shù)字電路。最后，運(yùn)用74系列芯片、555定時(shí)器、數(shù)

4、字顯示器、發(fā)光二極管、電阻、電容、導(dǎo)線等器材合理組合，并實(shí)現(xiàn)模擬效果。2) 所使用芯片必須符合課設(shè)要求，以達(dá)到模擬交通信號(hào)燈的效果主干道綠燈亮20秒，支干道綠燈亮20秒。主干道紅燈亮20秒，支干道紅燈亮20秒。黃燈都為亮5秒。按照此規(guī)則次序亮滅，從而模擬交通信號(hào)燈的效果。1.3 材料清單表1材料清單型號(hào)數(shù)量（個(gè)）中文名稱及功能HD74LS00P5二輸入與非門HD74LS20P2四輸入與非門HD74LS08P2與門HD74LS90P3十進(jìn)制計(jì)數(shù)器DCD HEX2數(shù)字顯示器555-VIRTUAL time1555定時(shí)器電阻22保護(hù)電路電容2隔斷直流發(fā)光二極管6仿真紅黃綠燈電路板2焊接電路載體導(dǎo)線若

5、干連接電路芯片底座15安裝芯片2 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)思路流程運(yùn)用Multisim軟件進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)查閱資料熟悉交通信號(hào)燈原理電路焊接運(yùn)用數(shù)字電路集成箱進(jìn)一步模擬并進(jìn)行芯片測(cè)試檢測(cè)電路并進(jìn)行故障分析總結(jié)2.1 交通信號(hào)燈流程原理圖1交通信號(hào)燈原理圖2.2 交通信號(hào)燈的仿真圖圖2 交通信號(hào)燈的仿真圖2.3 脈沖信號(hào)的設(shè)計(jì)555 VIRTUAL time【用途】調(diào)節(jié)電流輸入大小，實(shí)現(xiàn)輸出頻率的調(diào)節(jié)【性能及參數(shù)】計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳；電源電壓5V【真值表】如表1所示表2 555芯片的真值表【引腳圖】如圖所示圖3 555芯片的引腳圖555定時(shí)器芯片工作原理,功能及應(yīng)用555定時(shí)器是一種數(shù)字電路與模

6、擬電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。555定時(shí)器 555定時(shí)器產(chǎn)品有TTL型和CMOS型兩類。TTL型產(chǎn)品型號(hào)的最后三位都是555，CMOS型產(chǎn)品的最后四位都是7555，它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。 555定時(shí)器的電路。它由三個(gè)阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電晶體管T、與非門和反相器組成。圖4 555定時(shí)器原理圖 分壓器為兩個(gè)電壓比較器C1、C2提供參考電壓。如5端懸空，則比較器C1的參考電壓為，加在同相端；C2的參考電壓為

7、，加在反相端。 是復(fù)位輸入端。當(dāng)=0時(shí)，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。正常工作時(shí)，=1。 u11和u12分別為6端和2端的輸入電壓。當(dāng)u11>，u12> 時(shí)，C1輸出為低電平，C2輸出為高電平，即=0，=1，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。 當(dāng)u11<，u12< 時(shí)，C1輸出為高電平，C2輸出為低電平，=1，=0，基本RS觸發(fā)器被置1，晶體管T截止，輸出端u0為高電平。 當(dāng)u11<，u12> 時(shí)，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。 綜上所述，可得555定時(shí)器功能。555 芯片的充放電實(shí)現(xiàn)的秒信號(hào)脈

8、沖555芯片的充電是從VCC進(jìn)入，進(jìn)過(guò)2個(gè)電阻R1，R2。進(jìn)入了電容，對(duì)電容進(jìn)行充電，在通過(guò)腳7 V0接地對(duì)電容進(jìn)行放電，這樣通過(guò)電容的充放電，來(lái)實(shí)現(xiàn)秒信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。圖5 555芯片的仿真圖（1）555定時(shí)器引腳排列及功能表它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16VCMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平

9、。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。2.4 74LS00芯片的介紹和運(yùn)用HD74LS00P的介紹：【用途】與非門電路【性能參數(shù)】雙列14腳封裝，四2輸入與非門、電源電壓4.75-5.25V【真值表】表3 74LS00芯片的真值表【引腳圖】圖6 74LS00的引腳圖HD74LS00P的運(yùn)用：圖7 74LS00的仿真圖HD74LS00P的運(yùn)用：74LS00芯片是與非門邏輯電路的芯片，我們運(yùn)用了74LS00對(duì)交通信號(hào)燈的亮滅進(jìn)行了控制，

10、通過(guò)4個(gè)2輸入的與非門，對(duì)于下方接受進(jìn)收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行與非，從而對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行控制。把Y信號(hào)同時(shí)接進(jìn)腳A和B，由Y輸出，可以得到Y(jié)非，可以用74LS00達(dá)到非門的效果。2.5 74LS08芯片的介紹和運(yùn)用HD74LS08P是介紹：【用途】與門電路【性能參數(shù)】雙列14腳封裝、四重2輸入與門【引腳圖】圖8 74LS08的引腳圖【真值表】 表4 74LS08的真值表HD74LS08P的運(yùn)用圖9 74LS48的仿真圖74LS08芯片是與非門邏輯電路的芯片，我們運(yùn)用了74LS08對(duì)交通信號(hào)燈同時(shí)的亮滅進(jìn)行了控制，通過(guò)4個(gè)2輸入的與門，對(duì)于下方接受進(jìn)收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行與，使用一個(gè)數(shù)碼管對(duì)主干道和支干道同時(shí)進(jìn)行

11、控制，利用與門的原理，使信號(hào)燈進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行控制。2.6 74LS20的介紹和運(yùn)用HD74LS20P的介紹【用途】與非門電路【性能參數(shù)】雙4輸入與非門、電源電壓5V【引腳圖】圖10 74LS20的引腳圖【真值表】 表5 74LS20的真值表HD74LS20P的運(yùn)用： 圖11 74LS20的仿真圖74LS20是2個(gè)四輸入與非門的芯片，對(duì)74LS90芯片提供的信號(hào)，實(shí)行四輸入的與非，從而達(dá)到控制，輸入輸出的切換和保持，是信號(hào)輸出的中轉(zhuǎn)站。2.7 74LS90芯片的介紹和運(yùn)用HD74LS90P的介紹：【用途】十進(jìn)制計(jì)數(shù)器【性能參數(shù)】低功耗2-5-10進(jìn)制計(jì)數(shù)器、電源電壓5V【引腳圖】

12、圖12 74LS90的引腳圖【真值表】表6 74LS90的真值表HD74LS90P的運(yùn)用： 圖13 74LS90的仿真圖 74LS90是這個(gè)交通信號(hào)燈電路最核心的芯片之一，74LS90是10進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，由2個(gè)JK出發(fā)器所構(gòu)成，74LS90芯片在交通信號(hào)燈中，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)變和輸出，通過(guò)剩余的芯片對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行控制。交通信號(hào)燈一共使用了3個(gè)74LS90芯片，第一個(gè)芯片，是對(duì)上面74LS00進(jìn)行信號(hào)的提供和進(jìn)行3進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。后面2個(gè)74LS90芯片是對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行控制，對(duì)秒信號(hào)進(jìn)行接受和輸出，對(duì)秒信號(hào)進(jìn)行輸出。2.8 74LS48芯片和數(shù)碼管的使用圖14 74LS48和數(shù)碼管的引腳圖圖

13、15 74LS48和數(shù)碼管的仿真圖74LS48和數(shù)碼管的使用： 74LS48是對(duì)74LS90芯片提供的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把4個(gè)信號(hào)改變成8信號(hào)的芯片。數(shù)碼管就是接受了74LS48所輸出的信號(hào)，進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)字的顯示。2.9 發(fā)光二極管的介紹【發(fā)光二極管】50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，發(fā)光二極管它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然圖16 發(fā)光二極管的實(shí)物圖后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。3 發(fā)光二極管的

14、核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。4 小結(jié)：通過(guò)此環(huán)節(jié)進(jìn)一步熟悉電路和芯片，并且可以測(cè)試電路和檢測(cè)芯片、數(shù)碼管、發(fā)光二極管燈相關(guān)器件的性能。2.10 運(yùn)用Mul

15、tisim軟件模擬電路1) 軟件介紹Multisim本是加拿大圖像交互技術(shù)公司（Interactive Image Technoligics簡(jiǎn)稱IIT公司)推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，被美國(guó)NI公司收購(gòu)后，更名為NI Multisim ，而V10.0是其（即NI，National Instruments）最新推出的Multisim最新版本。目前美國(guó)NI公司的EWB的包含有電路仿真設(shè)計(jì)的模塊Multisim、PCB設(shè)計(jì)軟件Ultiboard、布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊Commsim 4個(gè)部分，能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路版圖生成的全過(guò)程。Multisim、Ul

16、tiboard、Ultiroute及Commsim 4個(gè)部分相互獨(dú)立，可以分別使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4個(gè)部分有增強(qiáng)專業(yè)版（Power Professional）、專業(yè)版（Professional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Student）和演示版（Demo）等多個(gè)版本，各版本的功能和價(jià)格有著明顯的差異。 NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬

17、仿真軟件。 NI Multisim 10的元器件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。 NI Multisim 10的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；而且還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒(méi)有的儀器，如波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。 NI Multisim 10具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、 時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的

18、噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。 NI Multisim 10可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路，包括電工學(xué)、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及微控制器和接口電路等?？梢詫?duì)被仿真的電路中的元器件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的同時(shí)，軟件還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)等。 NI Multisim 10有豐富的Help功能，其Help系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更要的是包含有元器件

19、的功能解說(shuō)，Help中這種元器件功能解說(shuō)有利于使用EWB進(jìn)行CAI教學(xué)。另外，NI Multisim10還提供了與國(guó)內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件Protel及電路仿真軟件PSpice之間的文件接口，也能通過(guò)Windows的剪貼板把電路圖送往文字處理系統(tǒng)中進(jìn)行編輯排版。支持VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言的電路仿真與設(shè)計(jì)。 利用NI Multisim 10可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比，具有如下特點(diǎn)：設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行，可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；可方便地。3 運(yùn)用數(shù)

20、字電路集成箱模擬電路用數(shù)字電路集成箱按Mulisim仿真圖把主控制器、計(jì)數(shù)器、信號(hào)燈譯碼器、數(shù)子顯示譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器連接好然后按以下步驟進(jìn)行調(diào)試：1) 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器的調(diào)試，按照數(shù)字電子鐘的方法逐級(jí)調(diào)試振蕩電路和分頻電路，使輸出設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。2) 將秒脈沖信號(hào)送入主控制器的CP端，觀察主控制器的狀態(tài)是否是按00、01、10、11、00的規(guī)律變化。3) 將秒脈沖信號(hào)送入計(jì)數(shù)器的CP端，接入主控制器的狀態(tài)信號(hào)X0、X1，并把主控制器的狀態(tài)信號(hào)送入主控制器的CP端，觀察計(jì)說(shuō)器是否按30秒、5秒、20秒、5秒、30秒循環(huán)計(jì)數(shù)。4) 把主控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)X1、X0接至信號(hào)燈的譯碼電路，

21、觀察6個(gè)發(fā)光二極管是否按設(shè)計(jì)要求發(fā)光。5) 整機(jī)聯(lián)調(diào)，使交通信號(hào)燈控制電路正常工作6) 實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明圖17 電子集成箱1.直流電源接線區(qū)：3組獨(dú)立直流電壓接線柱： +5V、GND、+15V、GND、15V、GND。用于將外部直流電壓引入到實(shí)驗(yàn)箱，外部直流電壓通過(guò)電源保護(hù)二極管到達(dá)各個(gè)單元電路及面板中多個(gè)紅色+5V電壓輸出插孔，因此紅色+5V電壓輸出插孔中的電壓通常比外部直流電壓低0.3V左右。 此外，實(shí)驗(yàn)箱帶有短路報(bào)警和過(guò)壓報(bào)警功能。當(dāng)電源開關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，紅色+5V電壓輸出插孔仍有低電壓輸出（短路報(bào)警電路的需要），如果接線過(guò)程中導(dǎo)致+5V和GND出現(xiàn)短路，則開始聲、光報(bào)警，當(dāng)電源開關(guān)處

22、于“開”狀態(tài)時(shí)，短路報(bào)警失效；當(dāng)電源開關(guān)處于“開”狀態(tài)時(shí)，如果外部直流電壓超過(guò)6.5V，則開始聲、光報(bào)警。 2.數(shù)碼管數(shù)字顯示：2個(gè)七段數(shù)碼管，引腳全部引出，可采用共陰極或共陽(yáng)極數(shù)碼管；另有2個(gè)BCD碼輸入七段數(shù)碼管（安裝了顯示譯碼器CD4511）。為了更換方便，均采用了IC插座。 3.TTL邏輯電平顯示：對(duì)輸出電平的高、低進(jìn)行顯示。輸出電平為高時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮；輸出電平為低時(shí)，綠色發(fā)光二極管亮。4.TTL邏輯電平輸出：提供12組TTL邏輯電平輸出，采用撥碼開關(guān)控制，撥上輸出為高電平，撥下輸出為低電平。 5.單次脈沖、簡(jiǎn)單連續(xù)脈沖輸出：脈沖輸出均為TTL邏輯電平。單次脈沖分為正、負(fù)兩種單脈

23、沖輸出，采用白色按鈕控制，發(fā)光二極管指示；簡(jiǎn)單連續(xù)脈沖分別為2Hz、8Hz、128Hz和1024Hz ，發(fā)光二極管指示。 6.集成電路插座：采用標(biāo)準(zhǔn)緊鎖插座，28腳1個(gè)、20腳1個(gè)、16腳6個(gè)、14腳2個(gè)，可插8到28腳的各種IC。各IC插座的所有引腳（包括電源和地引腳）全部引出，各IC插座旁均有+5V、GND插座為集成電路供電。 7.精密多圈可調(diào)電位器4個(gè)：分別為1K、10K、47K、100K，采取三個(gè)插孔輸出。 8.直流供電的四相步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴器、揚(yáng)聲器及驅(qū)動(dòng)電路、直流繼電器及驅(qū)動(dòng)路。 9.元件庫(kù)：提供了很多不同值的電阻和電容、1個(gè)32768 Hz晶振、2個(gè)二極管和1個(gè)555 定時(shí)器。 1

24、0.邏輯筆功能：紅色：高電平、綠色：低電平、橙色：高阻。 11.擴(kuò)展區(qū)：采用165×55 進(jìn)口面包板1塊，可拆卸和更換，主要用于安裝其它電路。 12.接插件：普通彈性插孔，配有高性能的插孔連接線；此外，在面包板旁配有與面包板接線兼容的黑色插座，同時(shí)黑色插座和部分彈性插孔已直接連接好，解決了電路面板上彈性插孔至面包板的連接問(wèn)題。7) 實(shí)驗(yàn)箱使用注意事項(xiàng)n 調(diào)節(jié)好直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為5.3V（通過(guò)電源保護(hù)二極管后約為5V）后接入到實(shí)驗(yàn)箱電源接線柱。 n 連接電路時(shí)，電源開關(guān)置于“關(guān)”狀態(tài)，切忌在實(shí)驗(yàn)中帶電連接電路和插拔集成電路。n 連線插入時(shí)要垂直，切忌太用力，拔出時(shí)用手捏住連線靠近

25、插孔的一端插頭，左右旋轉(zhuǎn)幾下后拔出，切忌直接用力向上拉線，這樣很容易造成連線和插孔的損壞。n 實(shí)驗(yàn)中不要隨意亂動(dòng)開關(guān)、芯片及其它元器件，以免造成實(shí)驗(yàn)箱的損壞。元件庫(kù)中的二極管和數(shù)碼管一定要注意極性。n 如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于操作不當(dāng)或其它原因而出現(xiàn)異?，F(xiàn)象如：電路報(bào)警、數(shù)碼管顯示不穩(wěn)、芯片發(fā)燙、直流穩(wěn)壓電源輸出電壓降低或?yàn)榱愕?，?yīng)立即斷電并報(bào)告老師，切忌無(wú)視此類現(xiàn)象，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，以免造成嚴(yán)重后果。4 電路連接在電路板上按數(shù)字集成箱把主控制器、計(jì)數(shù)器、信號(hào)燈譯碼器、數(shù)子顯示譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器焊接好然后按以下步驟進(jìn)行調(diào)試1) 裝配電路板電子產(chǎn)品的電氣連接，是通過(guò)對(duì)元器件、零部件的裝配與焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)

26、的。 安裝與連接是按照設(shè)計(jì)要求制造電子產(chǎn)品的主要操作環(huán)節(jié)。應(yīng)該說(shuō)，和電子工程技術(shù)的其它內(nèi)容比較起來(lái)，安裝與連接的技術(shù)并不復(fù)雜，因此往往不受重視。 但是，產(chǎn)品的裝配過(guò)程是否合理，焊接質(zhì)量是否可靠。對(duì)整機(jī)性能的影響是很大的，也許你聽說(shuō)過(guò)，一些精密復(fù)雜的儀器因?yàn)橐粋€(gè)焊點(diǎn)的虛焊，一個(gè)螺釘?shù)乃蓜?dòng)而不能正常工作，甚至由于搬運(yùn)，振動(dòng)使某個(gè)部件脫落造成整機(jī)報(bào)廢，所以，掌握正確的安裝工藝與連接技術(shù)，對(duì)于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研制、使用和維修都具有重要的意義。 2) 雙列直插式集成電路的安裝根據(jù)集成電路不同的封裝方式。安裝也有不同的方法和要求。在集成電路中。以塑料雙列直插式（DIP）和塑料功率電路（

27、TO-220）兩種應(yīng)用較為常見。DIP器件一般采用專用插座進(jìn)行安裝，裝配和焊接的規(guī)范程度，主要取決于印制板設(shè)計(jì)，制造的精度，因此比較容易掌握。當(dāng)然，這種集成電路也能直接插焊在印刷電路板上，直接插焊法雖然犧牲了可更換性，但卻增加了可靠性并降低了成本，采用插座雖然方便。但要花費(fèi)購(gòu)買插座的錢，并且接觸的可靠性較差。3) 元器件的裝插元件在印刷電路板的固定，可分為臥式和立式兩種。為使元件在印刷電路板上裝配排列整齊并便于焊接。在安裝前通常采用手工和專用機(jī)械把元器件引線彎曲成一定的形狀，按照板上元件孔位的尺寸要求，使彎曲成型的引線能方便的插入焊孔內(nèi)。為了避免損壞元件，必須注意：1.引線彎曲的最小半徑不得小

28、于引線直徑的2倍，不能打死彎。 2.引線彎曲處距元器件本體至少在2MM以上，絕對(duì)不能從引線的根部開始彎折，裝配時(shí)，應(yīng)該先安裝那些需要機(jī)械固定的元件。如功率器件的散熱器、支架、夾子等，然后再安裝靠焊接固定的元件。 各種元件的安裝，應(yīng)該使它們的標(biāo)記（用色碼或字符標(biāo)住的數(shù)值、精度等）朝上或朝著易于辨認(rèn)的方向，并且注意標(biāo)記的讀數(shù)方向一致（從左到右或從上到下）；臥式安裝的元件，盡量使兩端引線的長(zhǎng)度相對(duì)對(duì)稱，把元件放在兩孔中央，排列要整齊。有極性的元件，裝插時(shí)要注意方向正確。4) 焊接焊接是制造電子產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。如果沒(méi)有相應(yīng)的工藝質(zhì)量保證，任何一個(gè)設(shè)計(jì)精良的電子裝置都難以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。在科研開發(fā)、設(shè)計(jì)研

29、制、技術(shù)革新的過(guò)程中，不可能也沒(méi)有必要采用自動(dòng)設(shè)備，所以經(jīng)常需要進(jìn)行手工裝焊。本設(shè)計(jì)選用功率為30W的電烙鐵。功率過(guò)低焊接所需時(shí)間較長(zhǎng)且容易發(fā)生虛焊，功率過(guò)高焊接不好控制。焊接開始先將主要的元件焊接好，如芯片底座、放大管等，再將電阻電容等元件固定好再進(jìn)行焊接。 5) 焊錫必須具備的條件 1.焊件必須有良好的可焊性 ； 2.焊件表面必須保持清潔； 3.要使用合適的助焊劑；4.焊件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟取?.1 使用說(shuō)明1）注意事項(xiàng) 1本產(chǎn)品使用直流電源為5V電壓，切記不要使用其它量程來(lái)驅(qū)動(dòng)。2不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中存放或使用本器件。 3請(qǐng)勿隨意改變器件內(nèi)部以及外部接線，以免損壞器

30、件。 2）基本功能 1紅燈表示禁止通行，綠燈表示允許通行，黃燈亮表示未通過(guò)的車輛禁止通行；2主干道、支干道交替通行，每次通行時(shí)間為40秒；3每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先亮 5 秒（此時(shí)另一干道上的紅燈不變）； 4十字路口有數(shù)字顯示，以方便人們直觀把握時(shí)間。時(shí)間顯示以秒為單位作減記數(shù)； 5黃燈亮?xí)r，另一干道紅燈按 1Hz 的頻率閃爍。4.2 系統(tǒng)常見故障分析了解一些常見的故障對(duì)于正確快速地調(diào)試系統(tǒng)是很有必要的。對(duì)這些故障的處理是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的綜合考驗(yàn)，它不但要求對(duì)硬件電路容易出現(xiàn)的故障有很好的了解，而且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更要有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。下面按錯(cuò)誤類型來(lái)簡(jiǎn)單分析一下系統(tǒng)常見的一些故障，這節(jié)其實(shí)

31、也是對(duì)前面的一些分析的總結(jié)。1） 工藝錯(cuò)誤焊接中出現(xiàn)的錯(cuò)誤有虛焊、漏焊、錯(cuò)焊等等，同時(shí)焊接技術(shù)對(duì)系統(tǒng)是否能夠調(diào)試成功有較大的影響，如在高速系統(tǒng)中，焊點(diǎn)有毛刺從而帶來(lái)系統(tǒng)分布電容過(guò)大，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能有較大的影響。2） 不加電在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電源信號(hào)指示燈，若電源信號(hào)指示燈不亮，那么說(shuō)明系統(tǒng)的電源工作有問(wèn)題。 3） 元器件錯(cuò)誤這類錯(cuò)中主要包括器件錯(cuò)焊、錯(cuò)插以及元器件已損壞等現(xiàn)象。在調(diào)試一個(gè)模塊的時(shí)候，我們要時(shí)刻注意元器件的情況，以避免元器件損壞。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)模塊中的某一個(gè)模塊的某個(gè)元器件過(guò)熱的時(shí)候，我們就應(yīng)對(duì)這個(gè)元器件進(jìn)行測(cè)試，是否損壞。4） 設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤這類錯(cuò)誤主要在設(shè)計(jì)的階段發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)設(shè)

32、計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)方案精益求精，對(duì)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行反復(fù)推敲，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。當(dāng)然這類錯(cuò)誤也可能在調(diào)試過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際值跟理論值出現(xiàn)較大出入而又找不到其他的原因，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)原理再進(jìn)行分析。5） 輸出的電平不穩(wěn)定這種錯(cuò)誤也是常見的，有些對(duì)讀取的數(shù)據(jù)電平有一定的要求，當(dāng)不符合時(shí)就不能讀取，而且不易給發(fā)現(xiàn)，用電表很難判斷，這時(shí)往往需要加些門電路上去。4.3 電路測(cè)試結(jié)果最后結(jié)果顯示主干道綠燈亮20秒，支干道綠燈亮20秒。主干道紅燈亮20秒，支干道紅燈亮20秒。黃燈都為亮5秒，結(jié)果正確，試驗(yàn)成功。圖18實(shí)物圖正面圖19 實(shí)物圖反面總 結(jié)通過(guò)這次對(duì)交通信號(hào)燈控制電路設(shè)計(jì)與制作，讓我們了解

33、了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于交通信號(hào)燈控制電路的原理與設(shè)計(jì)理念。在此次的交通信號(hào)燈控制電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。在連接交通信號(hào)燈控制電路接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了。通過(guò)這次對(duì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)作，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，也讓我了解了關(guān)于交通信號(hào)燈控制電路原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路先進(jìn)行軟件模擬仿真再進(jìn)行實(shí)際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)?，再?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)這次交通信號(hào)燈控制電路，讓我們對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手操作才會(huì)有深刻理會(huì)，才會(huì)有收獲。對(duì)我們計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)