交通燈控制系統(tǒng)--數(shù)字電子技術課程設計

1、數(shù)字電子技術課程設計之交通燈控制系統(tǒng) 專業(yè)班級：物聯(lián)網(wǎng)112 指導教師：組 成 員： 一、內容摘要二、設計內容與要求三、方案分析四、原理圖設計 4、1信號燈控制器電路 4、2信號燈譯碼器電路 4、3計時器系統(tǒng) 4、4顯示譯碼器 4、5 LED七段數(shù)碼管 4、6 555振蕩器組成的秒脈沖電路5、 整體電路圖以及工作原理六、參考文獻一、內容摘要電路通過兩個D觸發(fā)器組成的四進制級數(shù)器和由與非門組成的譯碼器來控制主干道和支干道紅、綠、黃燈的狀態(tài)變化，從而達到疏通車輛安全順利通過十字路口，有555計時和電容電阻組成的秒脈沖發(fā)生器，計時器由兩個74LS190計數(shù)器構成，分別用于計時的十位和個位，顯示譯碼器

2、把74LS190輸出的BCD碼譯成七位二進制代碼通過七段數(shù)碼管顯示出相應的十進制數(shù)。2、 設計內容與要求為了確保在十字路口車輛安全順利的通過，在交叉路口設置紅、綠、黃三種信號燈，紅燈亮時禁止通行，綠燈亮時允許通行，黃燈亮時給行駛中的車輛有時間?？吭诮芯€外。 任務和要求：1、 在主干道和支干道之間交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。2、每次綠燈亮變紅時，黃燈先亮4秒，而原紅燈不變。3、用十進制數(shù)顯示放行與等待時間。三、方案分析方案一、用數(shù)電電子技術來實現(xiàn)交通燈的控制1、交通燈控制系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成，秒脈沖發(fā)生器是

3、系統(tǒng)中定時器和控制器的標準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅動電路驅動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要成分，由它控制定時器和譯碼器工作。圖1-1系統(tǒng)的原理框圖（1）圖中主干道綠燈亮，支干道紅燈亮。表示主干道上的車輛允許通行，支干道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔時，控制器發(fā)出狀態(tài)信號，轉到下一工作狀態(tài)。  （2）主干道黃燈亮，支干道紅燈亮。表示主干道上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行，支干道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號T，轉到下一工作狀態(tài)。  （3）主干道紅燈亮，支干道黃燈亮。表示主干道禁止通行，支

4、干道上的車輛允許通行，綠燈亮足規(guī)定的時間間隔時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號，轉到下一工作狀態(tài)。  （4）主干道紅燈亮，支干道黃燈亮。表示主干道禁止通行，支干道上未過停車線的車輛停止通行，已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號，系統(tǒng)又轉換到第（1）種工作狀態(tài)。  方案二、使用單片機技術來實現(xiàn)交通燈的控制用單片機技術來實現(xiàn)交通燈的控制是很容易實現(xiàn)的，而且電路可靠性也很高，這里就不詳細介紹了。四、原理圖設計4.1 控制器   控制器是交通管理的核心，它應該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉換

5、。十字路口車輛運行情況只有四種可能，實現(xiàn)這四個狀態(tài)電路可以使用兩個D觸發(fā)器組成一個四進制計數(shù)器采用兩片74LS74即可實現(xiàn)。74LS74功能表輸入輸出預置清零時鐘數(shù)據(jù)QQ非PRECLRCLKD01 x x1010x x0100xxQ*Q*1111011001110xQ0Q0非D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為Q*=Q非，load每輸入一個時鐘脈沖Q0的狀態(tài)改變一次U7A將load輸入的時鐘脈沖二分頻后送給U7B，即load每四個脈沖U7A和U7B的狀態(tài)回到原來的狀態(tài)，即四進制計數(shù)器。4、2信號燈驅動電路主、支干道上紅黃綠信號燈的狀態(tài)主要取決于狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)，他們之間的關系見真值表。對于信號燈的狀態(tài)，1

6、表示燈亮，0表示燈滅，列出信號燈的真值表：用發(fā)光二極管模擬信號燈的工作狀態(tài)，根據(jù)邏輯函數(shù)表達式畫出的電路圖如圖1.2所示。因為門電路帶灌電流負載負載的能力強，故設計成門電路輸出低電平時，相應的發(fā)光二極管亮。圖1.24、3計時系統(tǒng) 74LS90具有可對8421BCD進行計數(shù)，可逆計數(shù)，有聯(lián)級脈沖輸出，可由送數(shù)控制進行異步置數(shù)，并行輸出，可聯(lián)級到n位應用等功能，所以可以用74LS190作為計時系統(tǒng)的計時器。計時系統(tǒng)由兩片74LS190構成的計數(shù)器，74HC00和74HC04構成的置數(shù)，狀態(tài)轉換信號輸出電路組成。如圖1.3所示。兩片74LS190組成兩位十進制減法計數(shù)器，當計數(shù)器狀態(tài)為零時，U5C輸

7、出信號load，作為置數(shù)控制信號，將置數(shù)譯碼器輸出的數(shù)據(jù)送入計數(shù)器。load送入狀態(tài)計數(shù)器74LS74，作為狀態(tài)計數(shù)器的時鐘脈沖。圖1.34、4顯示譯碼器 4511是一個用于驅動共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼-七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉換，消隱和鎖存控制，七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅動LED顯示器。 4511是一片CMOS BCD鎖存/7段譯碼/驅動器，引腳排列如圖所示。其中a b c d為BCD碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點亮，以檢查顯示器是否有故障。Bi為消隱功

8、能端，低電平時使所有筆段消隱，正常顯示時，bi端應加高電平。另外cd4511有拒絕偽碼的特點，當輸入數(shù)據(jù)超過十進制數(shù)9（1001）時，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時鎖存，低調平時傳輸數(shù)據(jù)。ag是7段輸出，可驅動LED數(shù)碼管顯示相應的十進制數(shù)字。4511接線圖：4、6七段LED數(shù)碼管數(shù)碼管分為共陰極結構和共陽極結構如顯示器共陽極連接，則對應陽極接高電平的字段發(fā)光;而顯示器共陰極連接，則接低電平的字段發(fā)光。數(shù)碼管的接線圖4、7 555構成的秒脈沖電路555定時器內部含有一個基本RS觸發(fā)器，配個電壓比較器C1 C2，一個放點三極管T由三個5k的電阻分配器，555定時器因此而得名一個輸

9、出緩沖器G3.比較器c1的參考電壓為2VCC/3加在同相輸入端C2的參考電壓為VCC/3加在反相輸入端，兩者均由分在器上取得。 多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波的自激振蕩電路，由于矩形被包含和高次諧波成分，因此成為多諧振蕩器。多諧振蕩器也稱無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，他沒有穩(wěn)定狀態(tài)，同時無需外加發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）。用555實現(xiàn)多諧振需要外接電阻R1 、R2和電容C，并外接+5V的直流電源。只需在+Vcc端加上+5v的電源，就能在3腳產(chǎn)生周期性的方波，如圖五 、整體電路圖以及工作原理 由555組成的振蕩器產(chǎn)生周期為一秒的時鐘信號，送給計時器，計時器做減法計算，4511譯碼器把計時器輸出的842

10、1BCD碼譯成驅動數(shù)碼管顯示的七段二進制代碼，使數(shù)碼管顯示相應的十進制數(shù)。當計時器減到0狀態(tài)時，RCO1和RCO2分別輸出一個低電平信號，通過非門和與非門，load輸出一個低電平信號，置數(shù)譯碼電路輸出的數(shù)據(jù)送入計時器，load在上升沿到來時，信號燈狀態(tài)控制器的計數(shù)器加1，信號燈轉到下一狀態(tài)。計時器繼續(xù)倒計時，如此循環(huán)下去。原理圖仿真6、 參考文獻1、 閻石數(shù)字電子技術基礎（第五版）高等教育出版社2、 康華光電子技術基礎高等教育出版社3、 苗松池電子實習與課程設計中國電力出版社4、 彭介華電子技術課程設計指導高等教育出版社 教師見習報告總結期待已久的見習已經(jīng)結束了，在龍巖三中高中部見習聽課，雖然

11、只是短短的兩個星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學生坐在課室聽課，和現(xiàn)在作為一名準教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺自己學到了一些在平時課堂上學不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經(jīng)驗上的收獲，更多是教學管理，課堂教學等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習實踐過程：聽課。教育見習的主要目的是讓學生在指導教師的引導下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習的主要內容。我院規(guī)定在一周的見習中需完成至少6課的見習任務。我在教師的安排指導下，分別對高一、高二物理專業(yè)課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動的完成了聽課任務，收到良好的效果。我聽的第一節(jié)課是高二（8）班，這是一個平衡班，水平不如

12、實驗班高。在上課前?？迫卫蠋熞呀?jīng)跟我說了這個班的紀律是比較差的，而且成績也不是很好。在我聽課期間，確實有幾個學生在課堂上說話，但是我發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象我在往后的幾個班都發(fā)現(xiàn)了，就是絕大部分的學生的學習熱情都好高漲，積極舉手發(fā)言，積極參與課堂活動。我跟老師們提起這個現(xiàn)象的時候，科任老師就跟我說，一個班里不可能所有的學生都能全神貫注地聽完一節(jié)課，所以作為一名教師，應該想辦法吸引學生的注意力，調動的積極性，比如可以以小組為單位，以搶答計分的形式調動學生的積極性，這樣課堂氣氛就會活躍起來了。在為期兩周的見習工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經(jīng)從一名學生向一名教師靠近，走在校園

13、里，每當有學生叫我一聲老師，我在感到無比自豪的同時，還感受到了自己的責任。見習工作結束了，我要回到學校繼續(xù)我的學習了，但是我會好好記住我從*中學學到的一切，并應用于我的專業(yè)學習中去。一、教學管理理念 在龍巖三中，從領導階層到一位普通的科任老師，都秉承以學生為主體的宗旨進行學校的管理，進行教學工作的開展。作為一個課程改革的示范學校，一個教育實驗基地。這所學校鼓勵著老師做各種研究，各種改革。每個班主任都有著自己的管理經(jīng)驗與管理宗旨。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創(chuàng)造與進步。在我見習的班集體中，班主任對他的學生說：“我要讓你們成為學習型的管理者，也是管理型的學習

14、者。”這樣一句簡單的話，讓我感到這里老師進行班級管理的良苦用心。他們關心的不只是學生的學習，更多的是從一個完整的人的概念出發(fā)，去培養(yǎng)學生多方面的素質。二、教學理念 在見習期間，借著錄課的機會，我聽了很多的市級，校級的公開棵，還有理科實驗班的課。在這些課堂上，讓我看到教學改革正在悄然進行，有意識的老師正在努力體會“以學生為主體”的課堂模式。學生的創(chuàng)造也逐步成為教師追求的教學效果。其次，這里的老師也都在適應著多媒體教學，信息化教學，使得課堂更加生動，資源更加豐富，學生獲取學習資源的渠道也就更多。盡管，這種教學理念、教學模式的推廣仍然有很長的路，但似乎也并不遙遠，相信，這股改革的浪潮會給教

15、育領域帶來很大的沖擊。 三、實際工作經(jīng)驗 在上面，是我在這所學校感受最深刻，也是認為最有意義的收獲。實際工作經(jīng)驗上，由于在指導老師的指導下，也獲取了許多。 在班主任工作上，我認識到了一個老師的表率作用是很大的，學生時刻看老師，作為一個老師，應該從自己嚴格要求，并影響感染學生。這就要求師生之間的相互交流必須是貼心的，也是帶有希望的。見習期間，班主任老師教給了我許多的班級管理經(jīng)驗。我想這些經(jīng)驗是寶貴的，更為寶貴的是老師的主動精神。在他的言談中，看出一個老師對于班級管理的深度認識。所以我想：一個好的班主任不應只是從學習上給學生幫助，而是從一種“管理”的角度上去讓班級受益

16、，讓班級體的每個成員成長。 教學工作上，由于指導老師的認真指導，我較好地完成了教學任務。同時，與合作伙伴一同對各種教學模式進行了探討，嘗試。盡管，有的時候沒有達到我們理想的效果，但也獲取了很多的教學經(jīng)驗。在上了6節(jié)課后，我深刻體會到了了解學生學習水平，性格特征的重要性。一個老師在上課時，一定要圍繞著“學生能否學得更好，能否真正掌握方法”的主題，而不是從怎么上好我的一堂課出發(fā)。可見，一個優(yōu)秀的老師需要具備很多方面的素質：扎實的專業(yè)知識，嫻熟的教學技能，正確的教學理念這次的見習，讓我從實踐中去思考自己在課堂上學到的知識，也對于理論知識有了更深刻的認識。與其說在這里工作，不如說在這里學習。我接觸一個學校較完備的電教設備，了解了一個學校信息中心的大致運作。電教工作有很多繁瑣的細節(jié)工作，但它是一個學校信息化教學的基礎，或者說推動者與宣傳者。我想，在以后工作中，有了這些經(jīng)驗，我會更加容易上手，也能更好地把握工作。見習，是師范生重要的一課，付出了便有收獲。我很幸運地在大三就參加了教育見習，通過一個月來和大四的師兄師姐的合作，讓我對于教師