數(shù)電課程設(shè)計交通燈設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！課程設(shè)計專業(yè)班級學(xué)號姓名黃望軍年月7日湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書：題學(xué)黃望軍審年月日年月7日（130s。2．設(shè)計各單元電路，給出具體設(shè)計思路、電1.2.集成電路芯片、1、3、4、5、6、7、8、目錄設(shè)計要求.............................................................................................................................1設(shè)計思路.............................................................................................................................2設(shè)計框圖.............................................................................................................................4單元電路設(shè)計同步十進(jìn)制計數(shù)器.............................................................................................................4譯碼器.................................................................................................................................4十進(jìn)制加／減計數(shù)器.........................................................................................................9秒脈沖產(chǎn)生器...................................................................................................................12其他元件...........................................................................................................................13總電路...............................................................................................................................14安裝及調(diào)試步驟故障分析及電路改進(jìn)附錄（元器件清單）一、1.1設(shè)計要求1.設(shè)計并制作交通燈控制電路；2.電路功能為：1）采用兩位數(shù)碼顯示器顯示南北方向時間；采用兩位數(shù)碼顯示器顯示東西方向時間；2）交通燈控制器工作流程如下：燈爍1.2設(shè)計思路間的相關(guān)性將主干道與支干道的信號燈的亮滅相聯(lián)系起來。根據(jù)系統(tǒng)的要求：主干道綠燈45秒，支干道綠燈25秒；每次由綠燈變?yōu)榧t燈時，應(yīng)有5秒黃燈亮作為過渡；則其時間循環(huán)圖如下所示：綠燈黃燈紅燈秒圖2.2主干道時間循環(huán)圖綠燈黃燈5秒圖2.3支干道時間循環(huán)圖對于其中一條干道，系統(tǒng)的工作流程圖如下所示：2系統(tǒng)工作原理如下：初始狀態(tài)，對于主干道，計數(shù)器預(yù)置數(shù)30秒，在CP脈沖的作用下開始進(jìn)行倒計時，當(dāng)?shù)褂嫈?shù)至零時，可以對信號燈控制電74LS160計數(shù)，實(shí)現(xiàn)對綠燈，黃燈和紅燈的亮滅的控制，此時紅燈亮，當(dāng)三種信號燈74LS13874LS192然后是5秒的黃燈，最后是30秒的紅燈。對于支干道而言，循環(huán)時間是35秒，30秒，5秒，其具體的循環(huán)過程與主干道一致。1.3總體設(shè)計框架甲車道信號燈乙車道信號燈32.174LS160的功能表如下CR’LDCTpCTtCPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30XXXXXX000001D3D1D2D3D0D1D2D3111↑↑XX11X0XXXX保持因為74ls160控制的是從0開始到3是一個循環(huán)因此要將其將輸出的Q1，Q2通過與與非非門接到置數(shù)端的引腳來控制循環(huán)42.2譯碼器二進(jìn)制譯碼器的輸入是一組二進(jìn)制代碼出是一組與輸入代碼一一對應(yīng)的高，低電平信號。由于需要反饋信號，需要2進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由此用到3-8二進(jìn)制譯碼器74138.其引腳圖如下：真值表如下輸入輸出5SAAASS231210×××111111110×1010101010101010×××111111110000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110從功能表中我們都可以看到74LS138的八個輸出引腳何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高電平1。由該譯碼器來控制甲乙道的紅綠黃燈的狀態(tài)和74ls192的置數(shù)。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。通過74ls138譯碼器來控制東西，南北方向的六個顯示燈6其真值表如下：信號燈信號真值表主干道信號燈支干道信號燈Y0’Y1’Y2’Y3’R(紅)Y（黃）G（綠）r(紅）y（黃）g（綠）10001000100001010000110000101070001010100由真值表可知各信號燈的邏輯函數(shù)表達(dá)式為：’’(1HZ)R=（Y1Y2）’g=’y=’(1HZ)r=（Y0Y3）’據(jù)上述邏輯函數(shù)表達(dá)式經(jīng)化簡根后可畫出交通燈信號控制2.3十進(jìn)制加／減計數(shù)器74ls192的功能表：8它的主要功能為：①CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端。②LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。③CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。④CO為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出，⑤BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。74ls192的引腳圖如下9通過74ls192來控制倒計時的時間邏輯電路的真值表如下所示：10時間時間5110000001010101000001010511000000顯示的時間應(yīng)該是南北方向29-0、4-0東西方向4-0、29-02.4秒脈沖產(chǎn)生器2.5其他元件111、74ls04六非門的引腳圖：真值表如下102、74l00兩輸入與非門的引腳圖12Y11102.6總電路設(shè)計圖131、第一步確認(rèn)我們仿真好的元器件在實(shí)驗室器材室是否有領(lǐng)。如沒有所需器件，則需要從現(xiàn)有元器件中找到具有類似功能的元器件進(jìn)行替換。另外在仿真圖上要特別注意線的重疊。142多領(lǐng)一兩個備用。3、第三步測驗設(shè)備，領(lǐng)到器件和實(shí)驗箱后，檢測元器件是否有斷腳。另外檢測試驗箱，管腳插口是否有被堵的。顯示管也是需要注意的地方，因為顯示管特別容易燒壞，測線，用萬能表或者顯示燈測驗每一根導(dǎo)線連接是否良好，第四，測驗芯片，按照各芯片的功能測試芯片是否能正常工作，不能工作的要及時向老師調(diào)換。4、排版、接線，首先，根據(jù)仿真圖上各器件的位置，排好所要用的芯片，注意盡可能的排得合理，稀松，因為我們所用的芯片插板先對比較小的，且電路比較復(fù)雜。第二，接線時應(yīng)該一個一個模塊接，接好后依次檢查，切忌接完所有電路時在檢查，那樣一旦接錯檢查就非常困難。5、調(diào)試，當(dāng)接完所有的線后，打開電源，調(diào)試、驗證電路是否符合要求。6功能。88腳數(shù)碼顯示管無法正常使用便修改了電路圖，改為四輸入的數(shù)碼顯示管。故障二：在連接好電路圖后發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼顯示管以及交通燈均不亮。結(jié)果：沒有接好5V的電源線故障三：在正常通電之后，我們發(fā)現(xiàn)在計數(shù)到0時才跳轉(zhuǎn)到30，這樣使原來計數(shù)為30秒變成實(shí)際上的31秒。結(jié)果：我們把異步清零弄成了同步清零導(dǎo)致多出1秒15實(shí)驗箱（1個）同步十進(jìn)制加減法計數(shù)器74192（2）同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74160（1個）3線8線譯碼器74138（1）非門74lSL04（2個）與非門74SL00（2個）或門74SL32（1）與門74SL10（2）共陰極顯示管（2）指示燈（6）導(dǎo)線若干《技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗與仿真》孫勝麟郭照南主編《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗》《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》李毅謝松云主編閻石主編16在這兩周的課程設(shè)計中我感悟了很多，也許你的一念之差就會導(dǎo)致電路圖變得復(fù)雜，在剛開始的幾天我們組內(nèi)成員經(jīng)過不斷查閱資料，自己畫圖設(shè)計。設(shè)計出一個由14圖仿真好。但在領(lǐng)元器件時發(fā)現(xiàn)我們許多器件沒有，原先在仿真中用到的8輸入數(shù)碼顯示管也無法使用，另外74ls48也領(lǐng)完。于是我們又開始設(shè)計，仿真。74ls48四線制八線譯碼器是多余的，完全可以直接接入四輸入共陰極數(shù)碼顯示管。不僅讓我們難于尋找器件，更使我們的接線圖變得凌亂與復(fù)雜。進(jìn)過兩組不斷的討論，設(shè)14片芯片簡化到6的接線打好了良好的基礎(chǔ)。在第一次接線過程中，我們首先將所有芯片插好，沒有檢查芯片是否能夠正常工作。就按照線路圖接線，雖然說很快就將線接好。但是，在打開電源開關(guān)的時候發(fā)現(xiàn)黃燈不停地閃爍。而且數(shù)碼顯示管也不亮。最后實(shí)在沒有檢查出發(fā)現(xiàn)他們在接線之前要一一檢測芯片的好壞。這對我們啟發(fā)很大，我們通過每一塊芯片的工作原理進(jìn)行一一檢測，發(fā)現(xiàn)74ls38芯片是壞的。我們在確定芯片是好的之后開始重現(xiàn)接線，從數(shù)碼顯示管開始到黃綠燈。當(dāng)線接好時，通電之后依舊發(fā)現(xiàn)黃燈閃而數(shù)碼顯示管不亮。不得已又重新再來，第三次接線我們開始一部分一部分分開接，先接好計數(shù)器部分。發(fā)現(xiàn)能正常工作，然后再接黃綠燈部分。最后果然這種分部接線法很實(shí)用，我們在發(fā)現(xiàn)錯誤時可以排除另一部分對其的影響，使效率得到了提高。這個接線過程花費(fèi)了我們3天時間，周六也在接，終于在星期一就能調(diào)試出來。17在這次數(shù)字電子課程設(shè)計中，我從中感悟到很多。在設(shè)計電路上，對芯片的了解是這次設(shè)計的關(guān)鍵，我們要知道自己需要什么芯片，也要知道什么樣的芯片與所需芯片有什么相似功能在沒有所需芯片時能夠找到代替品。團(tuán)隊合作在這次設(shè)計中起到了至關(guān)重要的作用。通過兩組電路的互補(bǔ)得到了一個簡單，實(shí)用的電路圖。在