數字電路課程設計總結報告

課程設計總結報告

總結報告應包括以下幾點：１、課題名稱２、內容摘要３、設計內容及要求

４、比較和選寫設計系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖５、單元電路設計，參數計算和器件選擇６、畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理７、組裝調試的內容。包括：（１）使用的主要儀器和儀表（２）調試電路的方法和技巧

（３）測試的數據和波形與計算結果比較分析（４）調試中出現的故障、原因及排除方法

８、總結設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、必做內容約占總成績的60％（不包括總結報告），具體分數視

完成的質量、先后和是否獨立完成（包括答疑次數的多少）而寫。值得指出的是，所謂完成質量的高低不是單純的看所選用的元器件是否最先進或完成的指標是否很高，而是要看是否充分利用已有的條件，合理地實現所規(guī)定的要求。2、

選做內容約占總成績的20％，具體分數視選做內容的難度，

完成的質量是否在規(guī)定的期限內獨立完成而定。3、4、

總結報告約點總成績的20％，按質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、儀器設備和工具（3）遲交總結報告。

三、時間安排：第一周

１、學生按照自己的任務去找資料、定方案，畫出設計電路圖并仿真，按電路圖填寫好課設器件清單，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器件清單，每組一份，交給教師，審核后由數電實驗室負責撿器件；

星期四教師通知班長到數電實驗室（10#－419）領取器件，班長清點好并發(fā)放到各組。第二周

星期一～星期二：學生可以在宿舍、數電實驗室，完成課設的連線與調試。若期間有器件損壞或不夠的同學，請直接到10#－419按規(guī)定登記領取需要的器件。星期三～星期五：每天上午（8：30～11：00）和下午（2：30～4：00）在10#-419開始檢查課設結果，學生請自帶證件。完成了檢查的學生于星期五下午之前務必將課設器件整理好交給班長，課設論文交給學習委員。（班長和學習委員按要求檢查、并作登記）。課設論文：統(tǒng)一買論文紙，按要求完成。

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數字電路課程設計總結報告

題目：交通燈控制器

班級：08通信工程1班

學號：0810618125

姓名：廖小梅

指導老師：張紅燕

日期：201*年12月

目錄

1、設計背景2、設計任務書

3、設計框圖及總體描述

4、各單元設計電路設計方案與原理說明5、測試過程及結果分析

6、設計、安裝、調試中的體會7、對本次課程設計的意見及建議8、附錄

9、參考文獻

10、成績評定表格

一、設計背景

隨著經濟的快速發(fā)展，城市交通問題日益凸顯嚴重，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)轉換，指揮車輛行人通行，保證車輛行人的安全，實現十字路口交通管理自動化。

二、設計任務書

1、設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、在綠燈轉紅燈時，先由綠燈轉為黃燈，黃燈亮6秒后，再由黃燈轉為紅燈，此時另一方向才由紅燈轉為綠燈，車輛才開始通行。

三、設計框圖及總體描述

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準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經驅動電路后驅動信號燈工作，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)轉換信號ST，轉到下一工作狀態(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)轉換信號ST，轉到下一工作狀態(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)的轉換是由控制器器進行控制的。設控制器的四種狀態(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，以便能更好的調節(jié)秒脈沖。產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，它應該能夠按照交通管路規(guī)則控制信號燈工作狀態(tài)的轉換。

控制器則選用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據分配器。

圖4控制電路在74LS138相應的輸出端加了整流二極管D1、D2、D3、D4，起到限流保護發(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（由時鐘脈沖產生器提供，這里采用NE555芯片作為時鐘脈沖產生器）同步的計數器構成，要求計數器在狀態(tài)信號ST作用下，首次清零，然后在時鐘脈沖上升沿作用下，計數器從零開始進行增2計數，向控制器提供定時信號T6和T30。

計數器采用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、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數器，

圖6定時電路4、譯碼器部分

譯碼器的主要任務是將控制器的輸出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)。控制器的狀態(tài)編碼與信號燈控制信號之間的關系。

譯碼部分包括74LS192的計數、74LS48的譯碼以及共陰數碼管的顯示。74LS192是可預置BCD雙時鐘可逆計數器，74LS48為線7段譯碼器驅動器，常用在數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相連的是共陰數碼管，74LS48將74LS192的計數譯為二進制進而通過數碼管顯示出數字。

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，以及一個保護發(fā)光二極管的電阻R3。

圖10電源電路

五、測試過程及結果分析

雖然經過了仿真，可當電路板做出來時，并沒有如設計的

要求實現它的功能，發(fā)光二極管并沒有亮，經檢測是芯片的16管腳并沒有電壓到達，經過檢查VCC的線路，發(fā)現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)現問題后重新做出來的電路板基本上能調試出來，但秒脈沖相對較快，經過調節(jié)電位器R2，秒脈沖便恢復正常。

六、設計、安裝、調試中的體會

到硬件的調試成功花了不少時間，卻在從課程設計的選定，

其中收獲了不少東西。通過這次課程設計，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。

這次課程設計這次的實習是對去年學過的數字電子技術基本知識的應用，本來對數字電子技術中的有些東西就不太熟悉，通過這次實習，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。這次的設計雖然短暫.但卻是我第一次自己動手設計的電路.以前書本上的內容第一次完完全全的在實際中實現.在設計過程中,遇到了書本中不曾學到的情況.最后,感謝張紅燕老師為我們提供這次的動手機會。交通燈是現實生活中常用的交通工具，經過這次獨自設計并成功完成它，我深刻的了解了它的工作原理，雖然它與現實生活中的交通燈有一定的差距，但是它是現實交通燈的基礎�，F在我體會到數字電子技術對當代社會發(fā)展的重要性。

七、對本次課程設計的意見及建議

這次的課程設計一共有六個選題，每一個都注重課本知識

的應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計沒有要求右拐燈的顯示，也現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共陰數碼管名稱數量（個）211121128112422446備注可預置BCD雙時鐘可逆計數器可預置BCD異步清除計數器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整流管顯示數字整流二極管，限流及整流62k歐10k歐10k歐、1k歐，保護發(fā)光二極管220歐，保護發(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，指示綠燈準備要轉換成紅燈發(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

梁德厚：《數字電子技術及應用》201*年7月徐志軍等：《數字電路技術實用手冊》電子工業(yè)出版社201*年8月第2版陳大欽：《電子技術基礎實驗》高等教育出版社201*年6月第2版張慶雙：《實用電子電路200例》機械工業(yè)出版社201*年7月第1版

物理與電子信息工程系數電課程設計成績評定表

專業(yè)：通信工程班級：08通信1班學號：0810618125姓名：廖小梅課題名稱設計任務與要求設計報告成績電子作品成績課程設計成績指導教師：

201*年12月

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