《数字电子技术》课程设计报告红绿灯控制器

数字电子技术课程设计总结报告题目：1、红绿灯控制器2、汽车尾灯控制器设计日期：2011年5月21日目录一 设计任务书二设计框图及整机概述三各单元电路的设计方案及原理说明四调试过程及结果分析五附录（包括：整机逻辑电路图和元器件清单）六设计、安装及调试中的体会七、对本次课程设计的意见及建议红绿灯控制器一、设计任务书1、题目：红绿灯控制器2、设计要求设计一个红绿灯控制器设计应具有以下功能基本设计要求：设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功能（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。.（2）东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮。 （3）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。 (4 ) 东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。要求有时间显示（顺数、逆数皆可），时间自定。（大于15秒以上），可添加其他功能。3、给定条件只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计。(不一定是实验用过的)十字路口交通示意图二、设计框图及整机概述该电路主要由以下五部分组成：1、状态控制器2、状态译码器3、减法计数器4、秒脉冲发生器55、预置数电路信号灯显示电路整机概述： 该电路旨在模拟交通灯基本工作原理。在预置数电路信号灯显示电路中设定东西方向绿灯（38秒）、黄灯（10秒）、红灯（28秒），电路按照设计要求的状态工作。设计结构框图： 脉冲发生器减法计数器数码管显示状态控制器状态译码器信号灯显示三各单元电路的设计方案及原理说明1状态控制器（1） 交通灯工作流程如图2所示主道绿灯亮，支道红灯亮主道黄灯亮，支道红灯亮主道红灯亮，支道绿灯亮38秒末10秒末0秒末（2） 状态控制器信号灯四种不同的状态分别用S0（主道绿灯亮，支道红灯亮）、S1（主道黄灯亮，支道红灯亮）、S2（主道红灯亮，支道绿灯亮）、S3（主道红灯亮，支道黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换图3所示。S0=00S1=01S2=10S3=11所以状态控制器电路如图所示：2、状态译码器设计主、支道上红、绿、黄（用蓝灯表示）信号灯的状态主要取决状态控制器的输出状态。他们之间的关系见真值表如表2所示。对于信号灯的状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。 表2 信号灯信号真值表状态控制器输出主道信号灯支道信号灯Q2Q1R（红）Y(黄)G(绿)r（红）y(黄)g(绿)00110101001101001000110000010010根据真值表，可求出各信号灯的逻辑函数表达式为： 所以有交通灯的显示电路如图5所示：3. 减法计数器本电路采用两片同步十进制加/减法计数器74LS190，用串行进位方式构成一个百进制减法计数器，再采用预置数的方法，构成三十八进制的减法计数器。如下图所示：4、秒脉冲发生器直接采用EWB中的时钟源5、数码管显示电路数码管的输入端从左到右依次接入计数器的输出端的高位到低位四调试过程及结果分析 调试过程由EWB电路仿真软件实现。 首先总体规划电路模块，然后分模块进行设计、仿真测试，最后将各模块之间联系为一体，即可形成整个电路系统。整机调试步骤如下：1、 启动仿真；2、 在减法计数器电路中设定红灯、黄灯、绿灯时间；3、 进行仿真，电路按照设计要求进行工作。五、附录1、元器件清单74LS190芯片2片；74LS163芯片1片；数码管2个：彩色指示灯6个；与门、非门、与非门、或门若干个。2、整机电路图汽车尾灯控制器设计一、 设计任务书1、题目 汽车尾灯控制器设计 要求在实验箱上独立做出具体电路2、设计要求设计系统应具有以下功能汽车尾灯两侧各有3个指示灯汽车运行时具有如下模式：1）汽车正向行使时，左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。2）汽车右转弯行驶时，右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮，3）汽车左转弯行驶时，左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮4）汽车临时刹车时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。3、给定条件.只能采用实验室提供的中小规模电路进行设计；为了区分4种不同的显示模式，设置2个状态控制变量，K1、K0。 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系控制变量K1 K0汽车运行状态左侧的3个指示灯D1 D2 D3右侧的3个指示灯D1 D2 D30 0正向行驶熄灭状态熄灭状态0 1右转弯行驶熄灭状态按D1、 D2、 D3顺序循环点亮1 0左转弯行驶按D3、 D2、 D1顺序循环点亮熄灭状态1 1临时刹车左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁译码与显示驱动电路模式控制电路尾灯状态显示显示驱动电路K1译码电路N进制计数器K0 汽车尾灯控制器的结构框图二、 设计框图及整机概述1、该电路主要由以下5部分组成开关K1、K0，四进制计数器，3-8线译码器，驱动电路，尾灯状态显示2、整机概述该电路模型旨在模拟汽车尾灯工作原理。当不操作时，所有灯处于熄灭状态；当按下K1开关时，左侧的4个指示灯按从右到左的循序循环点亮；当按下K0开关时，右侧的4个指示灯按从左到右的顺序循环点亮；当K1、K0开关同时按下时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。3、设计框图如下图所示：四进制计数器3-8线译码器驱动电路尾灯状态显示K1K0三、 各单元电路的设计方案及原理说明1、四进制计数器由74LS160通过取QB、QA输出端作为74LS138的B、A输入端构成。如下图所示： 2、尾灯状态显示尾灯显示电路如下图所示：3、选择不同工作方式的开关控制的部分电路如下图： （1）汽车正向行驶时，全部的灯处于熄灭状态。此时K1= K0=0，译码器74LS138的G1输入端为低电平，译码器禁止工作。（2）汽车左转弯时，左边的指示灯由右到左循环点亮，右边的灯全部熄灭。此时K1=1，K0=0，译码器74LS138的G1输入端为高电平，译码器正常工作。（3）汽车右转弯时，右边的指示灯由左到右循环点亮，左边的灯全部熄灭。此时K1= 0，K0=1，译码器74LS138的G1输入端为高电平，译码器正常工作。（4）汽车刹车时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。此时K1= K0=1，译码器74LS138的G1输入端为低电平，译码器禁止工作。四、调试过程及结果分析 仿真过程由EWB电路仿真软件实现。 当不操作时，所有灯全部处于熄灭状态； 当按下K1时，左侧的4个指示灯按从右到左的顺序循环点亮； 当按下K0时，右侧的4个指示灯按从左到右的循序循环点亮；当同时按下K1和K0时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。五、附录1、元器件清单74LS160芯片1片；74LS138芯片1片；双掷开关2个；彩色指示灯8个；与门，或门，非门，异或门若干个。2、整机电路图设计、安装及调试中的体会通过本次课程设计，我认识到，要将所学知识活学活用。在实际的电路设计中，会遇到很多预想不到的问题，这时我们就要尽量想办法解决。比如在EWB软件中连接电路时不时很好连接，这时我们就需要通过多练习来寻找一些布线的技巧了；还有就是在真正做板时，其中的与门、非门等都需要用芯片等代替，这时我们就要查清楚那些芯片的管脚图，千万不要连错线；在真正做板时，除了考验我们的焊接技术外，我觉得最主要的还是锻炼我们的实际布线能力，我们不应该只是单纯的把板做出来，还要考虑板的美观程度，尽量使板既美观又实用。这次课程设计让我对数字电子技术有了更深的理解，并提高了自己的动手能力。在今后的学习中，我们一定要多动手，通过实践来巩固理论知识。对本次课程设计的意见及建议学习知识的最主要目的是运用到实践去，我建议老师能多给我们锻炼的机会，但是老师的要求可以适当放宽些，让学生有更多自由发挥的空间，这样可以提高他们学习的主观能动性。还有就是如果老师已经大体上规定了用到哪些元件，最好给我们清单，避免有些同学设计好了电路，结果老师没有相应的芯片，这样他们还要重新再设计，这样不是很好。还有就是我觉得EWB这个仿真软件不是很好用，我建议老师能提供一些比较好用的仿真软件，这样我们做起来也比较方便，效率也能相应的提高。