数字电路交通信号灯设计

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1、武夷学院课程设计WuYiUniversity数电课程设计题目：两路交通灯设计院系：电子工程系专业：电子信息工程班级：电信（2）班学号：20094082041学生姓名：周磊指导教师：范有机-23-武夷学院课程设计摘要本文主要对此次数电开放实验进行总结性报告，罗列了电路的电路原理与流程图、硬件结构设计、焊接与调试。对于出现的问题进行解释说明其一系列后续工作的介绍。AbstractInthispaper,thenumberofpoweropentothisexperimentsummaryreport,alistofthecircuitschematicandflow

2、diagram,hardwaredesign,weldinganddebugging.Fortheproblemstoexplainaseriesoffollow-upworkonitsintroduction.-23-武夷学院课程设计1．绪论42硬件电路结构设计42.1设计要求及电路流程图42.1.1设计要求42.1.2电路流程图52.2单元电路设计52.2.2交通等状态显示设计82.2.3秒信号设计92.2.4置数控制系统设计113．制板焊接与调试143．1制板143．1．1PCB图的制作143.1.2电路板的制作153.2焊接163.2.1准备工作163.

3、2.2实际焊接163.3电路调试163．1.1准备工作163．1.2具体调试173．3.1故障分析174．改进与创新175．原器件清单186．参考文献18总结19附录20-23-武夷学院课程设计两路交通灯设计1．绪论交通信号灯与我们的生活紧密相连，设计交通灯不仅具有实用性,还加深了本人对数字电路理论知识的理解。通过这次动手实验，死板的课本知识就融入到动手能力中去了。《数字电路》是一门发展迅速，实践性很强的电子技术专业基础课程。由于数字电子技术具有很强的灵活性，我们的日常生活已经越来越离不开它了。用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数

4、字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件；70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。由于数字电路技术的逻辑性很强，用它来设计交通灯的控制系统

5、很容易实现。只要数字集成块在一定范围内输入，都能得到确定的输出，调试起来也比较容，电路的工作状态会比较稳定。这次的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通等的六个不同信号灯的控制，另外还加以倒计时数码管显示。以做到十字路口信号灯的仿真模型，这个电路的设计看似较为复杂，其实就是一些基本的数字电路组成。只要将整个电路的基本方向确定下来，画出电路流程图，在对各项功能进行设计，一步步突破，最后进行整理总结。2硬件电路结构设计2.1设计要求及电路流程图2.1.1设计要求1.设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；2.必须独立完成设计课题；3.合理选用元

6、器件；-23-武夷学院课程设计1.按时完成设计任务并提交设计报告。2.1.2电路流程图根据实际的交通信号灯，设计一个交通灯信号控制器。甲、乙车道交替通行，甲车道每次放行25秒，乙车道放行25秒，绿灯亮表示通行，红灯表示停止。每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。该交通灯控制系统的组成框图如下图2-1所示。状态控制器主要记录交通灯的工作状态，通状过状态译码器点亮相应状态的信号灯，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数，达到每一种工作状态持续时间。减法计数器的减进位脉冲使状态控制器完成状态转换，同时减进位根据系统下一个工作状态决定下一次减计数的初

7、始值。减法计数器的状态由bcd译码器译码，数码管显示。图2-1电路流程图2.2单元电路设计2．2.1状态控制器设计-23-武夷学院课程设计根据电路流程图，各信号灯工作顺序流程如2-2图，信号灯四种不同状态分别用S0（甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮），S1(甲车道黄灯亮，乙车道还是红灯)，S2（甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮），S3（甲车道还红灯亮，乙车道黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换图如图2-3所示。图2-2信号灯流程图2-3信号灯状态转换图根据上述流程图和状态转换图，我们可以用一个两位十进制计数器实现，如74160，再用一个3线8线译码器74138译码器与显示电路

8、相连。电路图如下。-23