简易交通灯控制系统Word格式.docx
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实训F215
任务下达时间:
2013年12月20日
2013年12月23日起——至2013年12月27日止
教研室主任田景贺2013年12月16日批准
数字电子课程设计成绩评定表
系(部):
自动化学院班级:
电子本111学生姓名:
滕希超
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料;
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能够独立完成设计工作,
0.2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度适宜。
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
(加权分合计乘以12)
分
加权分合计
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性;
有综合归纳资料的能力
工作量饱满,难度适中。
0.3
评阅教师评审成绩
(加权分合计乘以8)
分
评阅教师签名:
课程设计总评成绩
中文摘要
本次数字电路毕业设计内容是设计交通灯控制器。
该系统的基本功能为:
在东西南北方向行驶的车辆通过十字路口,在十字路中正中,每条道路各有一组红,黄,绿灯和倒计时显示器,用以指挥车辆和行人有序的通行。
其中,红灯亮表示该道路禁止通行;
黄灯亮表示停车;
绿灯亮表示可以通行;
倒计时显示器是用来显示允许通行或禁止通行的时间。
交通灯控制器就是用于自动控制十字路口的交通灯和计时器,指挥各种车辆和行人的安全通行。
简易交通灯设计电路主要芯片有74LS138,74LS192,NE555,74LS48,以定时器NE555构成的多谐振荡器用以产生周期为1秒脉冲波形,用于被74LS192计数,同时用两块74LS192芯片通过级联的方式构成60进制倒数计时器,将倒数计时器输出的数据传入两块74LS48译码器里,74LS192中读取的数值最终通过两块七段数码管显示出来。
计时的部分由两块倒计时器74LS192与若干个逻辑门共同构成,工作过程共分为四个阶段每个阶段经历的时间分别为55秒,5秒,55秒和5秒,在每隔55秒或5秒输出一个脉冲,通过下降沿触发状态控制器工作。
使状态转变,并通过地址译码器74LS138控制着信号灯的转换。
其中红灯亮的时间为55秒,黄灯为5秒,绿灯为55秒。
关键词:
交通灯,脉冲信号,倒数计时器,控制器,译码器。
目录
课程设计任务书2
数字电子课程设计成绩评定表3
中文摘要4
1设计任务描述6
1.1设计题目:
简易交通灯控制系统6
1.2设计要求6
1.2.1设计目的6
1.2.2基本要求6
1.2.3发挥部分6
2各部分电路设计6
2.1秒脉冲电路的设计6
2.2倒数计时器7
2.3时间显示器7
2.4定时器状态控制器8
2.5信号灯显示9
2.6总电路设计10
3元器件清单11
参考文献11
1.设计任务描述
1.2设计目的:
(1)能独立查阅、整理、分析有关资料
(2)能用数字集成电路完成设计任务
(3)掌握脉冲产生、整形与分频电路
(4)掌握计数、译码与显示电路
1.3基本要求:
(1)模拟东西南北两路交通指示灯
(2)红灯亮60秒,黄灯亮5秒,绿灯亮55秒
1.3发挥部分:
有能力的同学可以利用课余时间进行电路焊接及调试。
2.各部分电路设计及参数计算
2.1秒脉冲电路的设计
系统所需要的秒脉冲由定时器NE555所构成的多谐振荡器提供,多谐振荡器如图1—1(a)所示,图中NE555外引线排列如图1—1(b)所示。
其中1脚是电路地GND;
8脚是正电源端Ucc,工作电压范围为5~18V;
2脚是低触发端TR;
3脚是输出端OUT;
4脚是主复位端R;
5脚是控制电压端Uc;
6脚是高触发端TH;
7脚放电端DISC。
R1、R2和C为定时电阻和电容,C1为电压控制端稳定电容。
在信号的输出端产生矩形脉冲,其振荡频率为f=1.44/(R1+2R2)C。
2.2倒数计时器
倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器(双时钟)74LS192、一个非门和一或门构成。
其组成如图2—1(a)所示,其中74LS192是上升沿触发,CPU为加计数时钟输入端;
CPD为减计数时钟输入端;
LD为异步预置端,低有效;
CR为异步清零端,高有效;
CO为进位输出端,当1001后输出低电平;
BO为借位输出端,当0000后输出低电平;
D3D2D1D0为数据预置端;
Q3Q2Q1Q0为数据输出端。
倒计时器初始状态为01100000,当输入一个脉冲,计时器就会减一。
低位的状态是0000时,再来一个脉冲,BO端就会由1—〉0,这是高位的CPD端由0—〉1。
高位因得到一个上升沿,从而触发,进行减1运算。
低位的状态变为1001。
当高低位的状态都为0000时,它们的LD端就会接低电平,从而进行异步置数。
计时器状态变为01100000。
秒脉冲再来就会重复以上操作。
22.3时间显示器
时间显示器由两片七段显示译码器74LS48和两片半导体数码管构成。
其组成如图3—1(a)所示,74LS48的外引线排列如图3—1(b)所示。
A3A2A1A0组成8421BCA码为输入端,Ya~Yg为输出端。
LT、RBI、BI/RBO为使能控制端,都是低有效。
LT为灯测试输入端,RBI为灭零输入端,BI/RBO为灭灯输入/灭零输出端。
此半导体数码管为带小数点(DP)的七段数码管,分为共阴和共阳型。
共阴型数码管的COM端接低电平,共阳型的则接高电平。
2.4定时器状态控制器
定时器由倒计时器、两个与门、两个与非门和一个或非门构成。
逻辑门所构成的电路如图4—1所示。
状态控制器有两个JK触发器级联而成,如图5—1所示。
状态控制器实质是一个2位二进制异步加法计数器,下降沿触发。
当倒计时器的状态为01100000(60)或00000101(5)时,定时器输出0,其余状态都是是输出1。
倒计时器的初状态为01100000,即定时器的初态为0,倒计到00000101之前定时器的输出都为1,当到00000101时,定时器输出为0。
状态控制器得到下降沿而触发。
状态控制器到下一个01100000时再次触发。
同时状态跟随转变。
这就实现了状态首先隔55秒转换一次,接着隔5秒转换一次,然后再隔55秒转换。
如此循环就可以实现定时信号转换的目标。
2.5信号灯显示
此部分由一个数据分配器74LS138、两个与门和6个发光二极管构成。
其结构如图6—1(a)所示。
74LS138的外引线排列如图6—1(b)所示,其中A2A1A0是3个二进制代码输入端;
Y7Y0是8个输出端,低电平有效;
STA、STB、STC是使能控制端。
当STA=1且STB=STC=0时,分配器才工作。
制造二极管的材料不同就会发出不同的光。
2.6总电路设计
3元器件清单
元件名称
个数
74LS192计数器
JK触发器
NE555定时器
1
七段LED数码管
发光二极管LED
6
74LS48
74LS138译码器
参考文献
[1]陈晰.数字电路试验技术基础.北京:
电子工业出版社,1999
[2]李元.数字电路与逻辑设计.南京:
南京大学出版社,1997
[4]郭斌.数字逻辑电路.北京:
电子科技大学出版社,1995
[5]程震先.数字电路实验与应用.北京:
北京理工大学出版社,1999
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