电子技术课程设计报告交通灯控制

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1、电子技术课程设计报告交通灯休I曲夬密电科电科2013年6月28日交通信号灯设计在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人 的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的, 可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。当然我们每个人都不希望这样。我 们作为社会的一员,每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能 及的事情。我们设计了这个。通过本课程设计，使我们加强对电子技 术课程内容的理解和掌握,学会使用数字电子技术设计和制做自动控 制装置的方法，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提 高分析解决实际问题的综合能力,也为将来的就业或继续深造做好准 备。1. 设计目的(1) 培

2、养数字电路的设计能力。(2) 掌握交通信号灯控制电路的设计、组装和调试方法。(3) 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原 则。(4) 提高综合运用所学的理论知识。独立分析和解决问题的能力。2. 设计内容及要求(1)设计一个交通信号灯控制电路。要求： 主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30 s,支干道每次放行20 so 每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5 s钟，此时原红灯不变。 用十进制数字显示放行及等待时间。(2)用中、小规模集成电路组成交通信号灯电路，并在实验仪上进 行组装、调试。3实验器材介绍实验器材如下表1：名称型号个数二端与非门74LS005显示译码器74LS482二-

3、五-十进制74LS903计数器四端与非门74LS202显示数码管D50UA2电阻3K欧姆2发光二极管红、黄、绿6电容220uF 50uF24各主要元器件功能介绍(1) 74LS00功能：四个输入与非门真值表:Inputs输入输出1ABYLLHLHHHLHHHLVec&1A1JY4B12 113AJW9JldJPl芒A1BlY1A232Y2 &N0图1 74LS00引脚图Absolute Maximum Ratings 绝对最大额定值Supply Voltage 电源电压7VInput Voltage输入电压7VOperating Free Air Temperature Range 自由空气温

4、度范围Or to +709Storage Temperature Range 储存温度范围-659 to +1509（2）芯片74ls48的功能74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路 和单片机系统的显示系统中，下面我就给大家介绍一下这个元件的一些参数与 应用技术等资料。BC1VccC215fLT3UigBI/RBO 413a7448RBI 512b74LS48D t611cAC710IdGNDC89le2CD-七段译玛器呃动器741s48引脚图DECIMALOR FUNCTIONINPUTSBI/RBOrOUTPUTSNOTEl7SaiDcBAabcdef&0H

5、HLLLLHHHHHMHL1HXLLLHHLHHLLLL2HXULHLHHHLHHLH3HXLLHHHHHMMLLH4HXLHLLHLHHLLHH&HXLHLHHHiLHHLHH6HXLHHLHLLHHHHH7HXLHHHHHHHLLLL8HXHLLLHHHHHHHH19HXHLLHHHHMLLHH10HXHLHLHLLLHHLH11HXHLHHHLLHHLLH12HXHHLLHLHLLLHH13HXHHLHHHLLHLHH14HXHHHLHLLLHHHH16XMMHHHLLLLLLLBlXXXXXXLLLLLLLL2RBIHLLLLLLLLLLLLL3LTL乂XXXXHHHHHHHH4图3-

6、5 74LS48真值表（3）芯片741s90的功能74LS90功能：十进制计数器（十2和*5）原理说明：本电路是由4个主从触发器和用作除2计数器及计数周期长度 为除5的3位2进制计数器所用的附加选通所组成。有选通的零复位和置9输 入。为了利用本计数器的最大计数长度（十进制），可将B输入同QA输出连接，输 入计数脉冲可加到输入A上，此时输出就如相应的功能表上所要求的那样。LS90可以获得对称的十分频计数，办法是将QD输出接到A输入端，并把输入 计数脉冲加到B输入端，在QA输出端处产生对称的十分频方波。真值表:Reset Inputs复位输入输出RO(l)RO（2）R9R9（2）QDQCQBQAH

7、HLXLLLLHHXLLLLLXXHHHLLHXLXLCOUNTCOUNT COUNTCOUNTLXLXLXXLXLLXH二高电平L二低电平X二不定如图简单的计数器电路(接受任何TTL兼容逻辑信号)(4) 芯片7420的功能741S20是常用的双4输入与非门集成电路，常用在各种数字电路和单片机 系统中，他的emos版本是74hc20,下面我给大家介绍一下这个芯片的相关资料, 下面是管脚图：(TOP VIEW)1A1u14VCC1B2132DNC3122C1C411NC1D5102B1Y692Agnd782Y74HC20, 741s20 引脚图这个741s20芯片的功能很简单，就是包含两个4输入

8、与非门，内含两组4与非门第一组：1, 2,4, 5输入6输出。第2组：9,10,12,13输入8输出。74LS20功能表1111074LS20真值表74HC20, 741s20测试:只要通过对输入1111,0111,1011,1101,1110五项进行 检测就可判断其逻辑功能是否正常。(5) 显示数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段 分别由字母6 b, c, d, e, f, g, DP来表示。当数码管特定的段加上电压后, 这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。G F g* A B 1D Dp 丿 E DCDp正面观_如：显示一个“2”字，那么应当

9、是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮DP不 亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。 小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个 或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右， 电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数 码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用 LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、 E、FoLED数码管引脚定义5 总体框图十字路口的红绿灯指挥着行人和各种车辆的安全通行。有一个 主干道和一

10、个支干道的十字路口如图1所示。每边都设置了红、绿、 黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变 红灯时先要求黄灯亮几秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。因 为主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要长。要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由时钟信 号发生器、计数器、主控制器、信号灯译码驱动电路和数字显示译码 驱动电路几部分组成，整机电路的原理框图如图2所示。红黄绿 主干道绿黄红o o 0 OO O O支干道图1 十字路口图显示器I7译码器I时钟信号发生器信号灯 译码驱 动电路主干道信号灯支干道信号灯图2交通信号灯控制电路框图4.交通信号灯基本原理及设计方法(1)主

11、控制器十字路口车辆运行情况只有4种可能： 设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红 灯亮，持续时间为30 so 30 s后，主干道停车，支干道仍不通行，这种情况下主黄灯和 支红灯亮，持续时间为5 so 5 s后，主干道不通行，支干道通行，这种情况下主红灯和支绿 灯亮，持续时间为20 s。20 s后，主干道仍不通行，支干道停车，这种情况下主红灯和 支黄灯亮，持续时间为5 so 5 s后又回到第一种情况，如此循环反 复。因此，要求主控制器电路也有4种状态，设这4种状态依次为: 、$、$、So状态转换图如图3所示。Qd Qc Qb Qa10-11-*00-的规律变化。(3) 将秒脉冲

12、信号送入计数器的CP端，接入主控制器的状态信号兀、兀，并把主控制器的状态转换信号送入主控制器的端，观察计数器是否按30 s、5 s、20 s、5 s、30 s循环计数。(4) 把主控制器的状态转换信号尤、尤接至信号灯译码电路，观察 6个发光二极管是否按设计要求发光。（5）整机联调，使交通信号灯控制电路正常工作。t*c-rrU11：AS Tiraj TW1UJQUISTYAWU10：0rte98633SS3ll狮U1仿真图实际电路图17心得体会一个星期很快就过去了，虽然只有短短的一周，但我们知道了交 通信号灯是怎样设计出来的，并知道了它的原理。网上资料很多，经 过一周我们不断从网上、图书馆、课本

13、查找相关的内容，不断扩充我 们的知识，加强了我们的薄弱的知识点，从中学到了很多知识，主要 可以归纳为以下几点：第一，加深了对课本知识的理解。激发了学习的积极 性。通过这次课程设计，我真正认识到了学好专业知识的重要, 相信以后会在这方面我会更加重视的。第二， 这次实验设计使我对交通信号灯的原理及其应 用有了更深的认识，知道了它的作用，第三，通过课程设计，加深对相关课程基础知识与基本 理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，并增 强解决实际问题的能力。增强理论分析、设计计制图标准与规 范、査阅设计手册与资料的能力，同时加强我们的计算机的应 用能力，是我们的动手能力有了很大的提高。第四， 最后就是要理论联系实际。任何理论，只要脱离 了现实，都是空洞无说服力的。实现一个设计目的往往有多种 方案，要从环境和条件、工艺和成本、稳定性和可靠性、操作 的便利性和响应的快速性等方面全面比较、综合考虑，从中优 选出最佳方案。19