數(shù)字電路課程設(shè)計總結(jié)報告

PAGEPAGE1數(shù)字電路課程設(shè)計總結(jié)報告數(shù)字電路課程設(shè)計總結(jié)報告課程設(shè)計總結(jié)報告總結(jié)報告應(yīng)包括以下幾點：１、課題名稱２、內(nèi)容摘要３、設(shè)計內(nèi)容及要求４、比較和選寫設(shè)計系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖５、單元電路設(shè)計，參數(shù)計算和器件選擇６、畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理７、組裝調(diào)試的內(nèi)容。包括：（１）使用的主要儀器和儀表（２）調(diào)試電路的方法和技巧（３）測試的數(shù)據(jù)和波形與計算結(jié)果比較分析（４）調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法８、總結(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點，指出課題的核心及實用價值，提出改進(jìn)意見和展望９、列出系統(tǒng)需要的元器件清單１０、列出參考文獻(xiàn)１１、收獲、體會。注意：報告必須手寫，電路圖用直尺和鉛筆手繪應(yīng)符合規(guī)范。（原理總電路圖可用計算機仿真電路打印圖）。評分方法1、必做內(nèi)容約占總成績的60％（不包括總結(jié)報告），具體分?jǐn)?shù)視完成的質(zhì)量、先后和是否獨立完成（包括答疑次數(shù)的多少）而寫。值得指出的是，所謂完成質(zhì)量的高低不是單純的看所選用的元器件是否最先進(jìn)或完成的指標(biāo)是否很高，而是要看是否充分利用已有的條件，合理地實現(xiàn)所規(guī)定的要求。2、選做內(nèi)容約占總成績的20％，具體分?jǐn)?shù)視選做內(nèi)容的難度，完成的質(zhì)量是否在規(guī)定的期限內(nèi)獨立完成而定。3、4、總結(jié)報告約點總成績的20％，按質(zhì)量好壞給分有下列情況之一者，要酌情減分（1）有抄襲分為或有意給別人抄襲（2）損壞或丟失實驗室的物品，包括元器件、儀器設(shè)備和工具（3）遲交總結(jié)報告。三、時間安排：第一周１、學(xué)生按照自己的任務(wù)去找資料、定方案，畫出設(shè)計電路圖并仿真，按電路圖填寫好課設(shè)器件清單，按需填寫。（答疑時間：星期二上午9：30～11：30）2、星期三10：00前由班長收齊好所有組的課設(shè)器件清單，每組一份，交給教師，審核后由數(shù)電實驗室負(fù)責(zé)撿器件；星期四教師通知班長到數(shù)電實驗室（10#－419）領(lǐng)取器件，班長清點好并發(fā)放到各組。第二周星期一～星期二：學(xué)生可以在宿舍、數(shù)電實驗室，完成課設(shè)的連線與調(diào)試。若期間有器件損壞或不夠的同學(xué)，請直接到10#－419按規(guī)定登記領(lǐng)取需要的器件。星期三～星期五：每天上午（8：30～11：00）和下午（2：30～4：00）在10#-419開始檢查課設(shè)結(jié)果，學(xué)生請自帶證件。完成了檢查的學(xué)生于星期五下午之前務(wù)必將課設(shè)器件整理好交給班長，課設(shè)論文交給學(xué)習(xí)委員。（班長和學(xué)習(xí)委員按要求檢查、并作登記）。課設(shè)論文：統(tǒng)一買論文紙，按要求完成。擴展閱讀：數(shù)字電路課程設(shè)計總結(jié)報告數(shù)字電路課程設(shè)計總結(jié)報告題目：交通燈控制器班級：08通信工程1班學(xué)號：0810618125姓名：廖小梅指導(dǎo)老師：張紅燕日期：201*年12月目錄1、設(shè)計背景2、設(shè)計任務(wù)書3、設(shè)計框圖及總體描述4、各單元設(shè)計電路設(shè)計方案與原理說明5、測試過程及結(jié)果分析6、設(shè)計、安裝、調(diào)試中的體會7、對本次課程設(shè)計的意見及建議8、附錄9、參考文獻(xiàn)10、成績評定表格一、設(shè)計背景隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市交通問題日益凸顯嚴(yán)重，尤其在城市街道的十字叉路口，極其容易發(fā)生交通問題，為了保證交通秩序和人們的安全，一般在每條街上都有一組紅、黃、綠交通信號燈。交通燈控制電路自動控制十字路口的紅、黃、綠交通燈。交通燈通過的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，指揮車輛行人通行，保證車輛行人的安全，實現(xiàn)十字路口交通管理自動化。二、設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計一個十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向（即A車道）和東西方向（即B車道）兩條交叉道路上的車輛交替運行，每次通行時間都為30秒；2、在綠燈轉(zhuǎn)紅燈時，先由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈，黃燈亮6秒后，再由黃燈轉(zhuǎn)為紅燈，此時另一方向才由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈，車輛才開始通行。三、設(shè)計框圖及總體描述1、分析系統(tǒng)的邏輯功能，畫出其框圖交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。它主要由控制器、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)生器是該系統(tǒng)中定時器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器的工作。圖1交通燈控制系統(tǒng)原理框圖在圖中，T30:表示甲車道或乙車道綠燈亮的時間間隔為30秒，即車輛正常通行的時間間隔。定時時間到，T30=1，否則，T30=0。T6：表示黃燈亮的時間間隔為6秒。定時時間到，T6=1，否則，T6=0。ST：表示定時器到了規(guī)定的時間后，由控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號。由它控制定時器開始下個工作狀態(tài)的定時。交通系統(tǒng)的車道信號燈的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下所述：狀態(tài)1：A車道綠燈亮，B車道紅燈亮。表示A車道上的車輛允許通行,B車道禁止通行。綠燈亮滿規(guī)定的時間隔T30時，控制器發(fā)出狀態(tài)信號ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。狀態(tài)2：A車道黃燈亮，B車道紅燈亮。表示A車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，B車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔TY時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。狀態(tài)3：A車道紅燈亮，B車道黃燈亮。表示AA車道禁止通行，B車道上的車輛允許通行綠燈亮滿規(guī)定的時間間隔T30時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。狀態(tài)4：A車道紅燈亮，B車道黃燈亮。表示A車道禁止通行，B車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。黃燈亮滿規(guī)定的時間間隔TY時，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號ST，系統(tǒng)返回到狀態(tài)1，又從狀態(tài)1開始工作下去，完成狀態(tài)4后便又返回到狀態(tài)1，如此循環(huán)下去。交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由控制器器進(jìn)行控制的。設(shè)控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10，并分別用S0、S1、S3、S2表示，則控制器的工作狀態(tài)及功能如表1所示，控制器應(yīng)送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見，把燈的代號和燈的驅(qū)動信號合二為一，并作如下規(guī)定：表1控制器工作狀態(tài)及功能控制狀態(tài)S0（00）S1（01）S3（11）S2（10）AG=1BG=1AY=1BY=1AR=1BY=1信號燈狀態(tài)車道運行狀態(tài)A綠A黃A紅、B綠A紅，B黃A車道綠燈亮B車道綠燈亮A車道黃燈亮B車道黃燈亮A車道紅燈亮B車道紅燈亮B紅A車道通行，B車道禁止通行B紅A車道緩行，B車道禁止通行A車道禁止通行，A車道通行A車道禁止通行，A車道緩行2、邏輯總圖如圖2所示圖2邏輯總圖四、各單元設(shè)計電路方案與原理說明1、秒脈沖發(fā)生器秒脈沖發(fā)生器由EN555芯片及外圍電路組成，其中R1、R2和C1的值由公式f=1T=1[R1+2R2]Cln2決定脈沖寬度，由于理論和實際總存在些誤差，所以在秒脈沖電路中的R2采用變位器，以便能更好的調(diào)節(jié)秒脈沖。產(chǎn)生秒脈沖的電路如圖3所示圖3脈沖電路圖如圖3所示，R1采用62k歐的電阻、R2則采用最大阻值為10k歐的103電位器，C1為22uF的電容，C2為104pF的電容。R2和C1組成一個串聯(lián)RC充放電電路，在NE555的7腳上輸出一個方波信號，C2上得到一個三角波。此三角波送到NE555的2腳輸入端。由NE555內(nèi)部的比較器和門電路共同作用，維持7腳上的方波信號和3腳上的輸出方波。2、控制器部分控制器是交通燈管路的核心，它應(yīng)該能夠按照交通管路規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換?？刂破鲃t選用74L138芯片，控制電路部分如圖4所示。74LS138芯片為3-8線譯碼器，其管腳如圖5所示，在74LS138芯片中利用G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴展成24線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成32線譯碼器。帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。圖4控制電路在74LS138相應(yīng)的輸出端加了整流二極管D1、D2、D3、D4，起到限流保護(hù)發(fā)光二極管的作用。圖574LS138管腳圖3、定時器部分定時器由與系統(tǒng)秒脈沖（由時鐘脈沖產(chǎn)生器提供，這里采用NE555芯片作為時鐘脈沖產(chǎn)生器）同步的計數(shù)器構(gòu)成，要求計數(shù)器在狀態(tài)信號ST作用下，首次清零，然后在時鐘脈沖上升沿作用下，計數(shù)器從零開始進(jìn)行增2計數(shù)，向控制器提供定時信號T6和T30。計數(shù)器采用74LS160芯片，定時電路如圖6所示，74LS160是一個具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進(jìn)制上升沿計數(shù)器，圖6定時電路4、譯碼器部分譯碼器的主要任務(wù)是將控制器的輸出Ｑ１Ｑ２的四種工作狀態(tài)，翻譯成Ａ、Ｂ車道上６個信號燈的工作狀態(tài)?？刂破鞯臓顟B(tài)編碼與信號燈控制信號之間的關(guān)系。譯碼部分包括74LS192的計數(shù)、74LS48的譯碼以及共陰數(shù)碼管的顯示。74LS192是可預(yù)置BCD雙時鐘可逆計數(shù)器，74LS48為線7段譯碼器驅(qū)動器，常用在數(shù)字電路和單片機系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中，它們的管腳分別如圖7、8所示。譯碼部分的電路圖如圖9所示。與74LS48相連的是共陰數(shù)碼管，74LS48將74LS192的計數(shù)譯為二進(jìn)制進(jìn)而通過數(shù)碼管顯示出數(shù)字。圖774LS192管腳圖圖874LS48管腳圖圖9譯碼電路4、電源電源電路圖如圖10所示，在圖中，四個ln4148整流二極管組成一個整流橋，以及7805這個5V穩(wěn)壓管，可以使電路及即使輸入的是12V的交流點，整個電路都能正常工作。C3、C4起到濾波的作用，分別采用1000uF、100uF的有極電容，為了顯示電路中是否有電壓輸入，在7805的輸出端連接一個L13的發(fā)光二級管，以及一個保護(hù)發(fā)光二極管的電阻R3。圖10電源電路五、測試過程及結(jié)果分析雖然經(jīng)過了仿真，可當(dāng)電路板做出來時，并沒有如設(shè)計的要求實現(xiàn)它的功能，發(fā)光二極管并沒有亮，經(jīng)檢測是芯片的16管腳并沒有電壓到達(dá)，經(jīng)過檢查VCC的線路，發(fā)現(xiàn)所有需要輸入電壓的管腳的VCC線路并沒有形成一個閉合回路，發(fā)現(xiàn)問題后重新做出來的電路板基本上能調(diào)試出來，但秒脈沖相對較快，經(jīng)過調(diào)節(jié)電位器R2，秒脈沖便恢復(fù)正常。六、設(shè)計、安裝、調(diào)試中的體會到硬件的調(diào)試成功花了不少時間，卻在從課程設(shè)計的選定，其中收獲了不少東西。通過這次課程設(shè)計，理解能力和動手能力都得到了提高，也加深了對課本知識的理解。這次課程設(shè)計這次的實習(xí)是對去年學(xué)過的數(shù)字電子技術(shù)基本知識的應(yīng)用，本來對數(shù)字電子技術(shù)中的有些東西就不太熟悉，通過這次實習(xí)，更深刻的了解了各種芯片的引腳、時序圖、邏輯圖以及功能表，能夠用各種芯片以及觸發(fā)器等組建邏輯電路。這次的設(shè)計雖然短暫.但卻是我第一次自己動手設(shè)計的電路.以前書本上的內(nèi)容第一次完完全全的在實際中實現(xiàn).在設(shè)計過程中,遇到了書本中不曾學(xué)到的情況.最后,感謝張紅燕老師為我們提供這次的動手機會。交通燈是現(xiàn)實生活中常用的交通工具，經(jīng)過這次獨自設(shè)計并成功完成它，我深刻的了解了它的工作原理，雖然它與現(xiàn)實生活中的交通燈有一定的差距，但是它是現(xiàn)實交通燈的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在我體會到數(shù)字電子技術(shù)對當(dāng)代社會發(fā)展的重要性。七、對本次課程設(shè)計的意見及建議這次的課程設(shè)計一共有六個選題，每一個都注重課本知識的應(yīng)用以及對課外知識的擴充，也都能提高我們的動手能力。但是本次的交通燈的設(shè)計沒有要求右拐燈的顯示，也現(xiàn)實生活中的交通燈有一定的差距。八、附錄交通燈控制器的仿真圖如圖11所示，Protel99es圖如圖12所示，PCB如圖13所示，所用元件如表2所示。圖11交通燈控制器仿真圖圖12交通燈控制器Protel99es圖圖13交通燈控制器PCB圖表2元件清單編號U1、U2U3U4U5U6、U7U8U9DS1、DS274LS19274LS16074LS138NE55574LS4874LS007805共陰數(shù)碼管名稱數(shù)量（個）211121128112422446備注可預(yù)置BCD雙時鐘可逆計數(shù)器可預(yù)置BCD異步清除計數(shù)器3-8線譯碼器定時器4線7段譯碼器2輸入端四與非門5V整流管顯示數(shù)字整流二極管，限流及整流62k歐10k歐10k歐、1k歐，保護(hù)發(fā)光二極管220歐，保護(hù)發(fā)光二極管22uF、104pF，充放電路1000uF、100uF，濾波、整流發(fā)綠光，指示通行發(fā)黃光，指示綠燈準(zhǔn)備要轉(zhuǎn)換成紅燈發(fā)紅光，指示禁止通行、指示有電壓輸入D1D2D3D4D5D6D7D8ln4148R1R2R3、R8R4、R5、R6、R7C1、C2C3、C4L1、L2、L3、L4L5、L6、L7、L8電阻電位器電阻電阻無極電容有極電容發(fā)光二極管發(fā)光二極管L9、L10、L11、L12、發(fā)光二極管L13、L14九、參考文獻(xiàn)梁德厚：《數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用》201*年7