王宇的数电课程设计报告

合集下载

数电设计实验报告

数电设计实验报告

数电设计实验报告
《数电设计实验报告》
实验目的:通过本次实验,掌握数字电路设计的基本原理和方法,提高学生对数字电路设计的理论和实践能力。

实验内容:本次实验是基于数电设计的实践操作,通过实验板和相关器件进行数字电路设计与调试。

实验内容包括逻辑门电路设计、计数器设计、状态机设计等。

实验步骤:
1. 熟悉实验板和相关器件,了解数字电路设计的基本原理和方法;
2. 根据实验要求,设计逻辑门电路并进行仿真验证;
3. 设计并搭建计数器电路,测试其功能和性能;
4. 进行状态机设计,并对其进行调试和优化;
5. 总结实验过程中遇到的问题和解决方法,对实验结果进行分析和讨论。

实验结果:通过本次实验,我们成功设计并调试了一系列数字电路,包括逻辑门电路、计数器和状态机。

实验结果表明,我们掌握了数字电路设计的基本原理和方法,提高了对数字电路设计的理论和实践能力。

实验结论:本次实验使我们深入理解了数字电路设计的原理和方法,提高了我们的实践能力和创新意识。

通过实验,我们不仅学会了数字电路设计的基本技能,还培养了我们的团队合作和问题解决能力。

这些都为我们未来的学习和工作打下了坚实的基础。

总结:通过本次实验,我们深刻体会到了实践是检验理论的最好方法。

只有通过实际操作,我们才能真正理解数字电路设计的原理和方法,提高我们的实践
能力和创新意识。

希望通过今后的实验学习,我们能不断提高自己的技能和能力,为将来的学习和工作打下坚实的基础。

数电课程设计报告

数电课程设计报告

四人智力竞赛抢答器1、设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

2、设计任务与要求(1)设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

用数字显示抢答倒计时间,由“9”倒计到“0”时,无人抢答,蜂鸣器连续响1秒。

选手抢答时,数码显示选手组号,同时蜂鸣器响1秒,倒计时停止。

(2)设计要求1)4名选手编号为:1,2,3,4。

各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。

2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(抢答显示数码管灭灯)和抢答的开始。

3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。

抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手编号立即锁存,并在抢答显示器上显示该编号,同时扬声器给出音响提示,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。

抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

4)抢答器具有定时(9秒)抢答的功能。

当主持人按下开始按钮后,定时器开始倒计时,定时显示器显示倒计时间,若无人抢答,倒计时结束时,扬声器响,音响持续1秒。

参赛选手在设定时间(9秒)内抢答有效,抢答成功,扬声器响,音响持续1秒,同时定时器停止倒计时,抢答显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。

5)如果抢答定时已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。

系统扬声器报警(音响持续1秒),并封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示0。

6)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z的脉冲信号,作为定时计数器的CP信号。

3、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。

当有选手抢答时,首先锁存,阻止其他选手抢答,然后编码,再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。

主持人宣布开始抢答时,倒计时电路启动由9计到0,如有选手抢答,倒计时停止。

数电课程设计实验报告

数电课程设计实验报告

目录1. 课程设计任务书 (1)2. 课程设计方案论证 (2)3. 课程设计电路原理图 (5)4. 课程设计电路原理图的调试 (8)5. 课程设计的心得体会 (8)6. 参考文献 (9)附录1原件清单 (9)《数字电子技术》课程设计任务书一、设计题目:多功能数字钟的设计二、设计任务与要求:1. 时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”。

其中时为24进制,分为60进制。

三、设计内容与步骤:1. 查阅相关资料;2. 完成设计方案;3. 芯片选定及各单元功能电路分析;4. 画出整体电路原理图(实验);5. 调试电路确认电路可行性后方可焊接电路;6. 完成设计报告。

四、设计计划与进度安排:1. 查阅相关资料;2. 完成设计方案及单元电路;3. 完成整体电路原理图(实验);4. 并完成设计报告。

五、设计材料与成果要求:1.完成整体电路设计;2. 提交设计报告。

六、设计考核要求:课程成绩分优秀、良好、中等、及格、不及格。

由设计报告结合实验考核。

七、设计参考书目:《数字电子技术基础》第五版阎石编著高等教育出版社 2006年成绩评定表课程设计方案论证一.振动器电路方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源,如图①所示为555构成的多谐振荡器。

图①方案二:选用石英晶体构成振荡器电路,产生时间标准信号,如图②所示为石英晶体构成的振荡器电路。

图②方案三:由集成逻辑门与RC 组成的时钟源振荡器。

如图③所示为逻辑门与RC 构成的振动器。

图③本课程设计采用的是方案一,由555与RC 组成多谐振荡器。

二.分频器电路通常,数字钟的振荡器输出频率较高,为了得到1Hz 信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。

方案一:可选用14级二进制串行计数/分频器CD4060得到精确频率。

CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768Hz 的信号分频为2Hz 。

欲得到1Hz 信号,还需要加入分频电路。

方案二:利用计数器级联,选用74LS90,每片为1/10分频器,三片级联正好能够得到1Hz 信号脉冲。

数字电路课程设计报告

数字电路课程设计报告

数字电路课程设计报告1. 引言数字电路课程设计是电子信息类专业中的一门重要课程,通过该课程的学习,可以深入了解数字电路设计的原理和方法。

本报告旨在总结和展示数字电路课程设计的过程和成果。

2. 设计目标本次数字电路课程设计的目标是设计一个简单的计算器电路,能够实现加法和减法运算。

具体要求如下:1.采用组合逻辑电路设计,不使用任何存储器元件。

2.输入端包括两个4位二进制数,输出端包括一个4位二进制数和一个进位信号。

3.采用基本门电路实现加法和减法运算,例如AND、OR、XOR等。

4.设计合理的测试用例,验证计算器电路的正确性。

3. 设计思路3.1 加法器设计思路加法器是计算器电路中最基本的模块之一。

我们采用全加器的设计思路来实现加法器。

全加器的真值表如下: | A | B | Cin | Sum | Cout | |—|—|—–|—–|——| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 1 |0 | | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |1 | 1 |由于需要实现4位二进制数的加法,我们将采用4个全加器进行级联来实现。

3.2 减法器设计思路减法运算可以转换为加法运算来实现。

我们可以使用补码的方式实现减法器。

补码的求法为:先对减数取反(按位取反),然后加1。

将减法运算转换为加法运算后,实质上是将被减数加上减数的补码进行运算。

4. 数字电路设计4.1 加法器电路设计我们采用逻辑门电路实现全加器。

以下是全加器的电路设计图:全加器电路设计图全加器电路设计图4.2 减法器电路设计为了实现减法器,我们需要对输入的B进行取反操作,并且在B的最低位输入一个常数值1。

以下是减法器的电路设计图:减法器电路设计图减法器电路设计图5. 性能评估为了验证设计的正确性和稳定性,我们设计了一系列的测试用例对计算器电路进行测试。

数电课程设计报告

数电课程设计报告
2.序列信号发生器的设计(发生序列100101)
3.74290构成100进制异步加法计数器并显示
3
3.1
3.1.
三位二进制加法计数器逻辑抽象次态为 ,现态为
000/0010/0011/0100/0110/0111
/1
3.1.
3.1.
本实验选用3个JK触发器。
时钟脉冲:CP=CP0=CP1=CP2
3.1.
1
1.熟练掌握三位二进制加法器的设计和检测
2.学习并掌握信号的简单发生以及其电路的设计
3.加深对教材的理解和思考,并通过实验设计、验证正是理论的正确性。
4.将所学知识学以致用,加深对知识的理解,培养学习中的创新精神
5.检测自己的数字电子技术掌握能力,同时进一步提高对multisim的操作技能。
2
1.三位二进制加法计数器(无效态:001,110)
3.3.2
4
4.1
经过连线与测试,成功完成加法器的运算。当CP到达下降沿时,现态与次态的关系满足状态方程,并且与设计的状态图和时序图一致,符合设计原理的结果。
4.2
仿真结果显示,当CP下降沿到来时,输出Y就按信号序列依次的输出。由仿真结果可以看出序列由低到高为101001。电路是按这个信号不断的进行的正确的输出。
7
[1]余孟尝主编.数字电子技术基础简明教程. 3版.高等教育出版. 2006
[2]张利萍,王向磊主编.数字逻辑实验指导书. 1版.沈阳理工大学出版社. 2011
[3]何希才主编.常用电子电路应用365例.电子工业出版社.2006
[4]主编.数字电路技术基础简明教程习题全解.中国时代经济出版社.2007
4.3
由于本次设计用74290芯片,各自用的十进制8421 BCD码进行编码的,所以应用数码二极管进行对结果的检验。

数电实验课程设计

数电实验课程设计

数电实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字电路基础知识,掌握常用数字电路元件的原理与功能;2. 学会使用数字电路实验箱,正确搭建和测试基本数字电路;3. 掌握数字电路的仿真软件,能够进行简单数字电路的仿真设计与分析。

技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够正确使用实验仪器,熟练进行数字电路的搭建与调试;2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,能够设计简单的数字电路;3. 提高学生团队协作能力,能够在小组内进行有效沟通,共同完成实验任务。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发学生主动学习的积极性;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,遵循实验操作规范;3. 培养学生创新意识,鼓励学生勇于尝试新方法,善于发现问题、解决问题。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过实践操作,使学生在掌握数字电路基础知识的基础上,提高实际操作能力和团队合作能力。

课程目标具体、可衡量,有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本课程依据课程目标,选取以下教学内容:1. 数字电路基础知识:包括数字逻辑、逻辑门、触发器等基本概念;- 教材章节:第一章 数字逻辑基础2. 常用数字电路元件:重点学习与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路;- 教材章节:第二章 常用逻辑门电路3. 数字电路实验操作:使用数字电路实验箱,进行基本数字电路的搭建与测试;- 教材章节:第三章 数字电路实验操作4. 数字电路仿真软件应用:学习使用Multisim、Proteus等软件进行数字电路仿真;- 教材章节:第四章 数字电路仿真软件及其应用5. 简单数字电路设计:培养学生设计能力,完成如计数器、定时器等电路设计;- 教材章节:第五章 简单数字电路设计教学大纲安排如下:1. 数字电路基础知识(2课时)2. 常用数字电路元件(2课时)3. 数字电路实验操作(3课时)4. 数字电路仿真软件应用(2课时)5. 简单数字电路设计(3课时)教学内容具有科学性和系统性,与教材紧密关联,确保学生能够逐步掌握数字电路知识,提高实践操作能力。

数电课程设计报告

数电课程设计报告

数电课程设计报告郑州科技学院《数字电子技术》课程设计题目____________________学生姓名专业班级学号院(系)指导教师完成时间 2013年月日目录1课程设计的目的 (1)2课程设计的任务与要求…………………………………………23设计方案与论证 (3)3.1 (3)3.2 (4)4设计原理及功能说明 (5)5单元电路的设计(计算与说1明) (5)6硬件的制作与调试 (5)7总结 (10)参考文献 (15)附录1:总体电路原理图 (18)附录2:元器件清单 (19)2一、总体概述1.1 设计意义随着社会的不断进步和科学技术,经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,汽车已经广泛的进入了人们的生活。

而作为汽车电路重要的组成部分---汽车尾灯控制系统,人们对它的认识还存在许多的局限性,还有待我们继续对其进行研究和探讨。

所以设计一套更好更合理的汽车尾灯系统,对汽车业的发展,对经济的发展有着深远的影响。

1.2 设计目的通过本课程的设计,我们应该做到:(1)更好的巩固和加深对基础知识的理解,学会设计中小型数字系统的方法,独立完成调试过程,增强我们理论联系实际的能力,提高学生电路设计和分析能力。

(2)通过实践,在理论指导下有所创新,为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

1.2 设计要求汽车尾灯的控制电路由三个按键组成,分别对应左转,右转和刹车。

汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟),汽3车正常远行时指示灯全灭;右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺序点亮;左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮;临时刹车时所有指示灯同时闪烁。

1.3 设计特点(1)增加了新功能有应急显示,减速转弯显示,倒车显示。

(2)将转弯灯,刹车灯,倒车灯分开了,且根据不同的功能选用了不同颜色的LED灯。

这样不仅使电路更加简单,还更加符合实际情况。

(3)还特别增加了尾灯的自检功能,即尾灯不能正常工作会在仪表盘的对应灯上显示出来,及时提醒驾驶员去更换尾灯。

《数电课设报告》

《数电课设报告》

《数电课设报告》摘要:利用数字电子技术基础知识设计一个计数报警器,该计数报警器的设计采用的元件主要有译码器74ls247、十进制计数器74ls192、555组成的单稳态触发器。

该计数报警器计数最大值是99,当计数溢出时放出声光报警,报警时间为10秒,计数脉冲由按钮和555组成的单稳态触发器产生。

关键词:555定时器;计数器;触发器;译码器;数码管1、课题设计背景1.1了解数字电路系统的定义及组成数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。

输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号,其形式包括各种输入接口电路。

比如数字频率计中,通过输入电路对微弱信号进行放大、整形,得到数字电路可以处理的数字信号。

模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。

在设计输入电路时,必须首先了解输入信号的性质,接口的条件,以设计合适的输入接口电路。

1.2掌握时钟电路的作用及基本构成时钟电路是数字电路系统中的灵魂,它属于一种控制电路,整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。

时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。

比如多路可编程控制器中的555多谐振荡电路,数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。

设计时钟电路,应根据系统的要求首先确定主时钟的频率,并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。

2、设计任务目的和要求2.1设计任务:设计一个到计数达99时报警的计数报警器2.2设计要求:a、设计一个计数报警器;b、计数最大值为99;c、计数达到最大时发出声光报警信号,报警时间长度为10秒,报警信号用红色1led表示;d、计数脉冲用按钮产生。

3、设计方案选取经过任务分析可得,本设计用到两片74ls192组成100进制计数,用两片74ls47来驱动两个七段共阳极数码管,需要一个电平开关作为手动脉冲控制,计数的次数由数码管显示。

需要一片555定时器若干电阻、电容,构成多谐振荡器,然后用555定时器组成多谐振荡器电路产生10秒脉冲驱动扬声器和led,以此来产生报警信号。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

数电课程设计报告班级:2009级通信工程2班指导老师:刘奇能学号:2009550723前言现如今,随着人口和汽车的日益增长,城市交通日益拥挤,人们的安全问题也日益重要。

因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。

交通信号灯常用于十字路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。

有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。

自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进,设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。

尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展,电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段,这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。

本设计通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计,提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。

因此,在本次课程设计里,将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。

本实验设计目的是培养数字电路的能力,掌握交通信号灯控制电路的设计方法。

设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下:(1)甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒。

(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。

(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。

(4)十字路口有数字显示灯亮时间,要求灯亮时间以秒为单位作减计数;(5)要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。

本设计由王宇同学完成。

由于所学知识有限,设计中难免出现错误,请老师批评指正。

目录第一章设计任务及设计目的 (1)第二章系统概述 (2)2.1 系统概述 (2)2.2 交通灯逻辑分析 (2)2.3总体设计方案 (2)第三章单元电路设计与分析 (5)3.1秒脉冲信号发生器的设计 (5)3.2定时器的设计 (5)3.3 控制器的设计 (6)3.4 显示电路的设计 (9)第四章综述及心得体会 (10)4.1 系统综述 (10)4.2 总结及心得体会 (10)附录 (12)附录一实验电路图 (12)附录二芯片引脚图 (13)附录三元器件清单 (16)附录四焊接电路板 (17)参考文献 (18)交通灯定时控制系统的设计、制作摘要:在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮表示该条道路允许通行。

交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。

第一章设计任务及设计目的1.1设计任务及要求设计一个十字路口的交通灯定时控制系统,基本要求如下:(1)甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒。

(2)每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。

(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。

(4)十字路口有数字显示灯亮时间,要求灯亮时间以秒为单位作减计数;(5)要求通行时间和黄灯亮的时间均可在0~99s内任意设定。

1.2设计目的(1)熟悉集成电路的引脚安排。

(2)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。

(3)了解PCB板结构及其接线方法。

(4)了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。

(5)学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。

(6)熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。

第二章系统概述2.1系统概述:系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。

其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号,通过定时器向控制器发出三种定时信号,使相应的发光二极管发光。

译码显示器在控制器的控制下,改变交通灯信号,产生倒计时时间显示,控制器根据定时器的信号,进行状态间的转换,使显示器的显示发生相应转变。

2.2交通灯逻辑分析:图1表示甲车道和乙车道的十字路口交通灯系统,每条道路设一组信号灯,每组信号灯由红、黄、绿3个灯组成,绿灯表示允许车辆通行,红灯表示禁止通行,黄灯为过渡灯,表示该车道上已过停车线的车辆继续通行,未过停车线的车辆禁止通行。

图1 交通灯控制系统原理框图2.3总体设计方案:图1为交通灯的一个整体设计框图。

系统主要由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码器、信号灯显示器组成。

其中控制器是核心部分,由它控制定时器和译码器的工作,秒脉冲信号发生器产生定时器和控制器所需的标准时钟信号,译码器输出两路信号灯的控制信号。

图中TL、TY为定时器的输出信号,ST为控制器的输出信号。

TL :表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒,即车辆正常通行的时间间隔。

定时时间到,TL=1,否则TL=0。

TY :表示黄灯亮的时间间隔为5秒。

定时时间到,TY=1,否则,TY=0。

ST :表示定时器到了规定的时间后,由控制器发出状态转换信号,由它控制定时器开始下一个工作状态的定时。

因此,用定时器分别产生两个时间间隔后,向控制器发出“时间已到”的信号,控制器根据定时器的信号,决定是否进行状态转换。

如果肯定,则控制器发出状态转换信号S T,定时器开始清零,准备重新计时。

交通灯控制器的控制过程分为四个阶段,对应的输出有四种状态,分别用S0、S1、S2、S3表示。

S0状态:甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮,此时甲车道允许车辆通行,乙车道禁止车辆通行。

当甲车道绿灯亮够规定的时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。

S1状态:甲车道黄灯亮,乙车道红灯亮,此时甲车道允许超过停车线的车辆继续通行,而未超过停车线的车辆禁止通行,乙车道禁止车辆通行。

当甲车道黄灯亮够规定时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。

S3状态:甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮。

此时甲车道禁止车辆通行,乙车道允许车辆通行,当乙车道绿灯亮够规定时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态。

S2状态:甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮。

此时甲车道禁止车辆通行,乙车道允许超过停车线的车辆通行,而未超过停车线的车辆禁止通行。

当乙车道红灯亮够规定的时间后,控制器发出状态转换信号,系统进入下一个状态------S0状态。

S0、S1、S2、S3状态分别分配状态编码为00、01、10、11,由此得到控制器的状态,如表1所示。

表1状态转换表控制器状态信号灯状态车道运行状态(00)甲绿,乙红甲车道通行,乙车道禁止通行S(01)甲黄,乙红甲车道缓行,乙车道禁止通行S1(11)甲红,乙绿甲车道禁止通行,乙车道通行S3(10)甲红,乙黄甲车道禁止通行,乙车道缓行S2控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。

为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定:AG=1:甲车道绿灯亮;BG=1:乙车道绿灯亮;AY=1:甲车道黄灯亮;BY=1:乙车道黄灯亮;AR=1:甲车道红灯亮;BR=1:乙车道红灯亮。

由此得到交通灯的ASM图,如图2所示:图2交通灯控制系统的ASM图第三章单元电路设计与分析3.1秒脉冲信号发生器的设计:本实验采用555定时器组成秒脉冲信号发生器。

因为该电路的输出脉冲的周期T≈0.7(R1+2R2)·C,若T=1s,令C2=10μf,R1=47KΩ,那么R2≈47KΩ。

其它参数为:C1=10nF。

如图3所示。

图3 秒脉冲信号发生器3.2定时器的设计:用74LS190直接构成减法计数器,时钟脉冲上升沿到来时,在控制信号S T的作用下,计数器以减计数向控制器提供T Y、T L的时间信号。

74LS190是同步十进制可逆计数器,用它进行减计数与数字显示倒计时相符合。

74LS190可以级联,只需要2片即可向控制器提供TL、TY的信号,倒计数可在数字显示电路中实现。

用74190节省材料,节约成本,而且由于经常应用,因而使用起来较方便,具有其独特的优良性。

如图4所示。

图中U4为个位计数器,U2为十位计数器。

U4由555定时器供给其脉冲。

当其从9计数到0时,产生一个低电平,随即有一个上升沿,供给U2做时钟脉冲,此时U2计数减一,实现两片芯片的级联。

由于整个电路是从30计数,减一到01,再恢复至30,重新开始计数,所以,芯片由二者的TC共同与非再置数。

输入分别为0000(0)和0011(3)。

图4 定时器电路图3.3控制器的设计:控制器是交通管理的核心,它应该能够按照交通管理规则控制信号灯工作状态的转换。

从ASM图可以列出控制器的状态转换表,如图5所示。

根据表2,写出状态方程和状态转换信号方程为:Q1n+1 =Q1n Q0n T Y + Q1n Q0n + Q1n Q0n T YQ0n+1 = Q1n Q0n T L + Q1n Q0n + Q1n Q0n T SS T= Q1n Q0n T L + Q1n Q0n T Y + Q1n Q0n T Y + Q1n Q0n T S用四选一数据选择器和D触发器实现,设A1A0= Q1n Q0n,其他变量通过数据输入端输入。

数据选择器用74LS153,触发器用74LS74。

设计中将触发器的输出看作逻辑变量,将T L、T S看作输入信号,按照由数据选择器实现逻辑函数的方法实现以上三个逻辑函数,并将触发器的现态值加到数据选择器的选择变量端,数据选择器的输入端信号可以根据状态方程和转换信号方程得出。

就可得到控制器的原理图,触发器的时钟输入端输入秒脉冲。

系统的输出是在Q1Q0驱动下的六个发光二极管,各状态与信号灯的关系由表2给出,因此,得到二极管信号与控制器状态变量的关系为:甲车道:AG= Q1’*Q0’AY= Q1’*Q0AR=Q1乙车道:BG= Q1*Q0BY= Q1*Q0’BR= Q1’电路如图5所示。

图5 控制器电路图表3信号灯与控制器状态编码表3.4显示电路的设计:采用74LS190进行减计数,然后将输出通过7448接到七段显示译码器上。

7448是用来驱动共阴数码管的。

如图6所示。

图6 数码管显示电路第四章综述及心得体会4.1 系统综述:通过分析交通灯控制系统的要求可知,整个系统主要由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器构成。

其中,秒脉冲信号发生器由555定时电路组成;定时器由两片同步十进制减法计数器74LS190芯片及若干与非门、非门、与门共同组成;控制器由一片数据选择器74LS153及一片双D触发器74LS74芯片构成;译码显示器由两片74LS190、两片译码管驱动芯片7448和两个七段数码管构成。

主控制器和定时计数器必须使用同一脉冲信号,译码电路输出两组信号灯的控制信号,经驱动电路后驱动信号灯工作。

相关文档
最新文档