电子线路课程设计交通灯

电子线路与设计课程设计说明书

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目录

一、课程设计目的和要求 (1)

二、设计方案和基本原理 (2)

三、电路设计 (5)

四、电路调试 (6)

五、设计小结 (6)

六、参考文献 (7)

附录 (7)

一、课程设计目的与要求

交通灯控制信号的应用非常广泛。

本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下;

一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。

在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（注意：红灯同时亮）。为了显示效果明显，设计闪烁频率为2。

在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（注意：绿灯同时亮），为了显示效果明显，设计闪烁频率为2。

在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管不亮。

电路学习任务：

实践部分：

1 画电路原理图。

2 查阅主要器件（555，4024，74LS00，74LS193）的技术资料。

3 辩认套件中所有电子元器件以及印刷电路板。

4 焊接。

5 测试：观察红，绿，黄灯的状态以及数码管的状态情况，并测量各状态下的时间。

6 分析故障和排除故障，并将分析和排除过程记录下来。

理论部分：

要求电路的时间分配为40秒和24秒，请重新设计电路。

报告部分：

1课程设计题目，时间，地点，指导老师。

2课程设计目的。

3电路工作原理。

4参数确定与计算过程。

5测试数据表格。

6数据处理与说明。

7故障处理过程与体会。

8 器件清单与电路原理图。

二、设计方案和基本原理

1.为了完成交通灯控制电路的设计，方案考虑如下：

一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器的输出端状态来决定的，因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二极管的控制信号，因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二极管（二个红色发光二极管，二个绿色发光二极管，二个黄色发光二极管）电路，一个数码管显示电路。

2.基本原理结构图如下：

3.仔细研究印刷电路板，在本印刷电路板上将要装配的重要器件有：

七位二进制计数器4024

七位二进制计数器4024各脚功能如图所示，14脚为电源端，所接电源电压范围：+3V--+15V ，7脚接地GND 。2脚为复位端（清零

端），高电平有效。1脚为脉冲信号输入端，下降沿有效（即计数器在脉冲下降沿时刻计数）。Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1是七个数据输出端，Q7为最高位，Q1为最低位。当输入脉冲信号后，计数器输出端的状态变化：0000000—1111111。 本电路中的组合逻辑电路的输入信号为二进制计数器的输出信号

Q7Q6Q5Q4Q3Q2，设计Q2信号频率为1，而输出应为六个表示路口

交通灯信号的发光二极管（一方为红绿黄灯DR1，DG1，DY1；另一方为红绿黄灯DR2，DG2，DY2）的控制信号，分别用LR1，LG1，LY1和LR2，LG2，LY2表示，但注意到DR1和DG2状态相同，DG1和DR2状态相同，DY1和DY2状态相同，所以实际上只要三个输出信号即可，分别用L1，L2，L3表示。

组合逻辑电路的输出信号L1，L2，L3与电路的输入信号Q7，Q6，

从以上可知

71Q L =，需要低电平有效时，71Q L = 72Q L =，需要低电平有效时，72Q L =

56563Q Q Q Q L ==

考虑到黄灯需要闪烁，可以让L3信号和Q1信号（频率为2HZ 的脉冲波）加到一个二输入的与非门的两个输入端，输出信号为L4，

134Q L L *=

当L3为0时，14=L

当L3为1时，14Q L =

黄灯不亮，即L3=0时，计数器需要处于预置数状态，即

PL=0，黄灯亮，即L3=1时，计数器需要处于计数状态，即PL=1。可见，PL=L3.

作为减法器使用，CU接高电平，CD接脉冲信号Q2。

因计数器处于计数状态或预置数状态，不能处于复位状态，因此让MR=0.

可预置二进制可逆计数器74LS193

74LS193外形结构为DIP16，其中（8）脚接GND，（16）脚接+5V电源。

1 CU—加计数脉冲信号输入端。

2 CD—减计数脉冲信号输入端。

注意：用其中一个输入端时，另一个输入端接高电平。

3 Q3,Q2,Q1,Q0--计数器数据输出端，Q3为最高位，Q0为最低位。

4 P3,P2,P1,P0 ---计数器预置数输入端，当计数器处于预置数状态时，通过该输入端预置数，此时Q3Q2Q1Q0=P3P2P1P0。

5 MR—复位信号输入端，上升沿有效，即当MR从0跳到1时，计数器复位，此时Q3Q2Q1Q0=0000。当MR=0时，计数器处于计数状态。

6 PL—预置数功能控制端，低电平有效，当PL=0时，计数器处于预置数状态，当PL=1时，计数器处于计数状态。

7 TCU—加计数进位信号输出端。

8 TCD—减计数借位信号输出端。

根据设计要求，预置数为8，P3=1，接高电平（电源），P2=P1=P0=0，接低电平（地GND）。

9J1要与前续电路的输入输出电源接口方位相一致，因此要注意其方位。

可见，需要L4低电平有效，这样，L3为0时，黄灯不亮，L3为1时，黄灯闪烁。

三、电路设计设计原理图

四、电路调试

接上电源，便可以进行交通灯控制系统的检测，一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。

在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（红灯同时亮）闪烁频率为2。

在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（绿灯同时亮）闪烁频率为2。

在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管不亮。

五、设计小结

在这次实习过程中，我认识555定时器等一系列芯片的构造、功能和使用。懂得交通灯的操作原理运行方式，加深了我元件的操作和使用。我明白了设计电子电路的一般过程，既是设计、仿真、组装、调试的过程，我们需要运用我们所学的电子技术方面的知识。通过这次实习，我学到了许多，我对课本上的知识我更加充分的了解，我在电子电路设计反面有了更深的认识，学到的知识只有用到实践中才能体现出知识的价值，才能体现出知识的重要性，也只有这样，我们才能很好的发挥我们的能力。在这次实习中，学到了很多东西也认识了很多自身的不足。在以后的学习中，我应当好好学习专业知识，哪怕是不知道用在什么地方，将来也许就用上了，我还应当注重培养自己的动手能力，培养自己自我学习的能力，为将来如果从事电子设计方面的工作打下坚实的基础。

六、参考文献

[1] 康华光.电子技术基础(数字部分)(第五版)[M]北京：高等教育出版社,2006.1

[2] 何希才.常用集成电路简明速查手册[M]北京：国防工业出版社，2006.8

[3] 刘福太.电子电路［M］北京：科学出版社,2007.10

[4] 金唯香等编. 电子测试技术. 湖南大学出版社，2004年

[5] 阎石. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2001年附：元器件表（印刷电路板YJQE-C-D）