数电课设 交通灯

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交通信号灯数电课程设计

交通信号灯数电课程设计

交通信号灯数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解数字电子技术的基本原理,特别是组合逻辑电路的设计与应用。

2. 使学生掌握交通信号灯工作原理,并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑。

3. 引导学生了解并掌握常用逻辑门电路的功能及其在交通信号灯控制系统中的应用。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单组合逻辑电路的能力。

2. 提高学生动手实践能力,能够利用实验器材搭建并测试交通信号灯控制电路。

3. 培养学生的问题分析能力,学会运用数电知识解决实际生活中的问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发创新意识,提高学习积极性。

2. 培养学生的团队合作精神,学会在小组合作中共同解决问题。

3. 增强学生的社会责任感,认识到学习数电知识在实际生活中的应用,树立正确的价值观。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论联系实际,通过设计交通信号灯数字电路,使学生将所学知识应用于实际情境中。

学生特点:考虑到学生所在年级,已具备一定的数电基础知识,具有较强的求知欲和动手能力,但可能缺乏将理论知识应用于实际问题的经验。

教学要求:教师应充分调动学生的积极性,引导学生主动探究,注重培养学生的实践能力和创新能力,使学生在实践中掌握知识,提高技能。

同时,关注学生的情感态度价值观的培养,全面提升学生的综合素质。

通过分解课程目标为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字逻辑基础知识回顾:逻辑门电路原理,真值表,逻辑表达式,组合逻辑电路设计方法。

教材章节:第二章“数字逻辑基础”2. 交通信号灯工作原理:信号灯的运行规则,时序控制,交通灯控制系统的作用和意义。

教材章节:第五章“时序逻辑电路及其应用”3. 交通信号灯控制电路设计:a. 设计要求与分析:明确交通信号灯控制系统的功能需求,进行电路设计分析。

b. 逻辑电路设计:运用逻辑门电路设计交通信号灯控制逻辑。

c. 电路仿真与测试:利用软件进行电路仿真,搭建实际电路进行测试。

交通灯数电课程设计

交通灯数电课程设计

交通灯数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的原理和应用。

2. 学生能够通过分析和设计,解释交通灯工作原理中涉及的数字电路。

3. 学生能够运用所学知识,识别并描述交通灯控制系统中使用的常见电子元件及其功能。

技能目标:1. 学生能够运用逻辑门和触发器设计简单的交通灯控制电路。

2. 学生通过实际操作,学会使用相关的测试设备,检测并调试交通灯数字电路。

3. 学生能够小组合作,通过讨论与探究,解决交通灯数字电路设计中的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电子技术和数字电路的兴趣,增强对科学探究的积极态度。

2. 学生通过课程学习,认识到科技在生活中的应用,提高社会责任感和工程伦理意识。

3. 学生在小组合作中学会相互尊重、沟通协作,培养团队精神和集体荣誉感。

本课程设计针对高中年级学生,在已有电子技术知识基础上,结合实际交通灯控制系统,旨在通过理论与实践相结合的方式,提高学生对数字电路知识的理解和应用能力。

课程注重培养学生的动手实践能力、问题解决能力和创新思维,同时引导学生形成正确的科学态度和价值观。

通过具体的学习成果的分解,为教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织:1. 数字电路基础:- 理解数字逻辑电路的基本概念,包括逻辑门、触发器、计数器等。

- 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法。

- 学习交通灯控制系统中常用的数字电路元件及其功能。

2. 交通灯控制系统:- 分析交通灯工作原理,理解数字电路在交通灯控制系统中的应用。

- 学习交通灯控制电路的设计方法,包括电路图的绘制、元件的选择和连接。

- 探讨如何通过数字电路实现交通灯的定时、切换和异常处理功能。

3. 实践操作与探究:- 进行交通灯控制电路的搭建和调试,学会使用测试设备检测电路性能。

- 以小组为单位,进行项目实践,解决实际交通灯控制问题。

- 鼓励学生自主探究,提出创新性交通灯控制方案。

数电课设 交通灯

数电课设  交通灯

太原理工大学课程设计任务书注:1.课程设计完成后,学生提交的归档文件应按照:封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交(大张图纸不必装订)2.可根据实际内容需要续表,但应保持原格式不变。

指导教师签名:日期:专业班级 学号 姓名 成绩一、简述为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。

其中红灯(R )亮表示该条道路禁止通行;黄灯(Y )亮表示停车;绿灯(G )亮表示允许通行。

交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。

图3.1 交通灯控制器系统框图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,分别产生三种倒计时时间显示,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。

二、设计目的通过本次课题设计,应该掌握以下内容 (1)学习数字逻辑电路设计的一般方法。

(2)要求学会用理论知识解决实际问题。

(3)灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。

……………………………………装………………………………………订…………………………………………(4)掌握Multisim仿真软件的应用。

(5)掌握常用元器件的识别与测量。

(6)了解实际电路调试和解决问题的基本方法。

三、总体方案设计用定时器分别产生三个时间间隔后,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ST,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:主干道绿灯亮,支干道红灯亮,此时主干道允许车辆通行,主干道禁止车辆通行。

当主干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。

数电课设-交通灯

数电课设-交通灯

课程名称:电子技术课程设计题目:交通灯设计姓名:学号:一、设计理念交通灯交通路口不可缺少的信息提示灯,它的运行和维护决定着个路口的交通安全。

因此,交通灯的设计在保证正确的前提上五花八门,设计思路也不尽相同,本文由于是电子技术课程设计,故而仅仅应用数字电子技术和模拟电子技术的知识来实现其功能。

二、任务与要求实验目的:考察对简单数字系统的设计和实验能力实验要求:设计一个东西南北十字路口交通信号灯的控制装置,具体控制措施如下:1、东西方向通行,南北方向禁止通行(东西方向为绿灯亮,南北方向为红灯亮)2、东西方向停车(东西方向停车线以外的车辆禁止通行,停车线以内的车辆通过),南北方向仍然禁止通行(东西方向的黄灯亮,南北方向的红灯亮)3、东西方向禁止通行,南北方向通行(东西方向的红灯亮,南北方向的绿灯亮)4、东西方向仍然禁止通行,南北方向停车(东西方向的红灯亮,南北方向的黄灯亮)。

之后又返回1的循环。

以上各个阶段的历时时间如下:1、历时1分钟2、历时10秒钟3、历时1分钟4、历时10秒钟三、总体方案设计与选定1、首先通过一个信号发生器来产生cp信号(这里可以采用555信号发生器,但是由于电路整体比较复杂在这里没有设计555信号发生器)2、然后通过两片74LS90芯片组成一个60分频器,同时设计一个10分频器这两个分频器实现60s和10s的计时作用,同时增加数字显示系统3、接着通过一片74LS90芯片组成一个4进制加法器,从而实现要求中4个阶段的切换4、同时设计一个门电路,实现60s和10s的切换5、最后设计门电路和输出级,从而实现从数字信号1、0到红绿灯的相互转换四、单元电路设计1、首先是一个信号发生器,由于仿真软件的仿真的时间问题所以我这里选择200hz的信号源2、用74LS90实现一个60进制计数显示器(两个芯片分别实现个位和十位显示)74LS90管脚图74LS08管脚图3、用74LS90设计一个10进制加法器实现10分频4.用74LS90设计4进制加法器实现4种状态的变化5、60s与10s的切换:通过4个与非门实现(AB)当输出为00时,切换到60分频当输出为01时,切换到10分频当输出为10时,切换到60分频当输入为11时,切换到10分频74LS00管脚图74LS04管脚图74LS20管脚图6.最后用门电路实现最后的红绿灯实现当输出为00时,一红一绿当输出为01时,一绿一黄当输出为10时,一绿一红当输出为11是,一黄一红五、电路图绘制这个就是综合各个部分的总电路图六、组装调试过程与结果在调试过程中由于60分频与10分频的切换过程当中存在一点错误,最终经过不断的调试才实现最终的功能最终仿真的结果与要求相符,1、东西方向通行,南北方向禁止通行(东西方向为绿灯亮,南北方向为红灯亮)2、东西方向停车(东西方向停车线以外的车辆禁止通行,停车线以内的车辆通过),南北方向仍然禁止通行(东西方向的黄灯亮,南北方向的红灯亮)3、东西方向禁止通行,南北方向通行(东西方向的红灯亮,南北方向的绿灯亮)4、东西方向仍然禁止通行,南北方向停车(东西方向的红灯亮,南北方向的黄灯亮)。

数字电路交通灯课程设计

数字电路交通灯课程设计

数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理,包括逻辑门、触发器等组成部分。

2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理,分析并设计简单的数字电路系统。

3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用,理解其工作原理和功能。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。

2. 培养学生通过小组合作,进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。

3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术领域的兴趣,培养其主动探索科学问题的精神。

2. 培养学生的团队合作意识,使其学会在团队中发挥个人优势,共同解决问题。

3. 培养学生具备安全意识,了解并遵循实验室安全操作规程,养成良好的实验习惯。

课程性质:本课程为电子技术实践课程,侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。

学生特点:初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识,对实际操作有较高的兴趣。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实践操作能力。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,培养其创新精神和动手能力。

在此基础上,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识:- 逻辑门电路:介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。

- 触发器:重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。

- 交通灯控制电路原理:分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。

2. 实践操作:- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统:学生分组进行电路设计,包括选择合适的逻辑门、触发器等组件,搭建交通灯控制电路。

- 电路测试与调试:学生进行电路测试,观察交通灯控制效果,针对问题进行调试。

3. 教学大纲:- 第一阶段:回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识,为后续学习打下基础。

数电课程设计——交通灯

数电课程设计——交通灯

数电课程设计课程名称:交通灯控制器******学号:**********专业:测控技术与仪器交通灯控制器设计一、设计任务和要求1.设计一个交通灯控制器,由两条主干道汇合成十字路口,在每个入口处设置两相位信号灯;分别为直行—红、黄、绿等;左转—红、黄、绿灯,六盏信号灯。

2.每个路口信号灯亮灭次序和时间为直行—绿灯30秒,黄灯5秒,红灯85秒;左转—绿灯20秒,黄灯5秒,红灯95秒。

3.各路口有两个倒计时显示器,分别显示直行和左拐倒计时状态。

4.黄灯亮时,为闪烁点亮方式。

二、方案论证1.各变量含义clk为单位脉冲信号,reset为清零信号,HSR、HSG、Y1分别为东西直行红黄绿灯,HLR、HLG、Y2分别为东西左拐红黄绿灯,SSR、SSG、Y3分别为南北直行红黄绿灯,SLR、SLG、Y4分别为南北左拐红黄绿灯;HS0,HL0,SS0,SL0分别为东西直行、东西左拐、南北直行、南北左拐倒计时。

2.信号灯状态表及每个状态倒计时3.显示器倒计时的实现通过设计一个逐渐递增的数x(从1不断加1,一直加到120),然后用一个数减去x就得到一个递减的数来作为计时器上显示的数。

例如:第一个状态为东西直行绿灯亮30秒,那么就用31—x(此时x从1一直加1到30)来表示绿灯的剩余倒计时时间;而到第二个状态则为东西左拐黄灯亮5秒,那么就用36—x(由于x是不断加1的数,那么此时x变为从31不断加1到35)来实现黄灯亮5秒的倒计时显示。

其他状态及其他方向倒计时与这两个例子一样,都是通过一个数减去x来实现的倒计时。

具体每个状态倒计时如下:case(z)8'd1:begin HS<=31-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd2:begin HS<=36-x;HL<=36-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd3:begin HS<=121-x;HL<=56-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd4:begin HS<=121-x;HL<=61-x;SS<=61-x;SL<=96-x;end8'd5:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=91-x;SL<=96-x;end8'd6:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=96-x;SL<=96-x;end8'd7:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=116-x;end8'd8:begin HS<=121-x;HL<=121-x;SS<=121-x;SL<=121-x;endz的取值分别表示8个状态,HS表示东西直行倒计时显示,HL表示东西左拐倒计时显示,SS表示南北直行倒计时显示,SL表示南北左拐倒计时显示。

数字电子电路课程设计数字交通灯的设计

数字电子电路课程设计数字交通灯的设计数字电子电路课程设计是电子信息类专业本科生的必修课程之一,是培养学生掌握数字电子技术和电路设计的基础课程。

本文将重点介绍数字电子电路课程设计中的数字交通灯的设计,包括设计思路、实现方法以及相关技术难点。

一、设计思路数字交通灯是指用数字电路实现的交通信号灯,它模拟现实中的交通信号灯工作原理,可以对交通流量进行控制,从而达到维持交通秩序的作用。

数字交通灯的设计思路主要包括:状态图设计、状态转移表、电路设计等。

1. 状态图设计状态图是指在不同的条件下,相应的状态变化图示。

在数字交通灯设计中,状态图主要指交通信号灯的三种状态:红灯、黄灯、绿灯。

红灯代表禁止通行,黄灯代表准备要改变信号状态,绿灯代表允许通行。

因此,在状态图设计中,需要设计三种状态之间的转换关系,以及每种状态下灯的亮灭情况。

2. 状态转移表状态转移表是根据状态图所绘制的决策表,它表示其中每个状态的输入和输出。

在数字交通灯设计中,状态转移表主要包括状态、输入、输出三个方面。

状态包括三种:红灯、黄灯、绿灯;输入包括:时钟信号、手动开关和车辆检测信号;输出包括:红灯、黄灯、绿灯、喇叭等。

3. 电路设计电路设计是用于实现状态转移表的数字电路,它可以采用逻辑门电路或者是PLD电路来实现。

在电路设计中,需要考虑到电路的实现方法、实现难度和电路的稳定性。

二、实现方法数字交通灯的实现方法可以通过逻辑门电路或者是PLD电路来实现。

其中,逻辑门电路是一个基于逻辑开关的基本电路,它包括且非门、与门、或门等数字逻辑电路。

PLD电路是一种可编程逻辑器件,包括可编程门阵列(PGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程读只存储器(PROM)等。

1. 逻辑门电路实现逻辑门电路实现数字交通灯主要包括D触发器、补码加法器、逻辑门等模块。

其中,D触发器用于实现状态转移表的状态存储,补码加法器用于实现时钟控制计数器,逻辑门用于实现输入和输出控制。

数电交通灯课程设计

数电交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的设计原理;2. 使学生了解交通灯系统的基本工作原理和功能要求;3. 帮助学生理解并运用数字逻辑设计简单的交通灯控制系统。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字电路设计和分析的能力;2. 提高学生解决实际问题的能力,特别是在数字电路领域的应用;3. 培养学生团队合作精神和沟通能力,通过小组合作完成课程设计。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对数字电路和交通工程领域的兴趣,提高学生的专业认同感;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合;3. 增强学生的环保意识和社会责任感,关注交通系统对环境和社会的影响。

课程性质:本课程设计旨在让学生将所学的数字电路知识应用于实际交通灯控制系统的设计,提高学生的实践能力和创新能力。

学生特点:学生为高中年级,已具备一定的数字电路基础,具有较强的求知欲和动手能力。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,充分调动学生的积极性和创造性。

通过课程设计,使学生能够将所学知识运用到实际中,提高解决实际问题的能力。

同时,注重培养学生的团队协作和沟通能力,提升学生的综合素质。

在教学过程中,关注学生的情感态度和价值观的培养,使学生在掌握知识的同时,形成正确的价值观。

二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:组合逻辑电路原理、逻辑门电路、触发器;2. 交通灯系统原理:交通灯工作流程、时序控制要求、信号灯逻辑关系;3. 数字电路设计方法:真值表、逻辑表达式、逻辑图;4. 交通灯控制系统设计:系统需求分析、电路设计、仿真验证;5. 教学案例解析:分析实际交通灯控制系统案例,提炼设计方法和技巧;6. 实践操作:分组进行交通灯控制系统的电路搭建和调试;7. 课程总结与展示:各小组展示设计成果,分享设计经验和心得。

教学内容安排与进度:第一课时:回顾数字电路基础知识,介绍交通灯系统原理;第二课时:学习数字电路设计方法,分析交通灯控制系统需求;第三课时:分组进行电路设计,教师巡回指导;第四课时:实践操作,各小组进行电路搭建和调试;第五课时:课程总结与展示,学生分享交流。

交通信号灯课程设计数电

交通信号灯课程设计 数电一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握数字电路基础知识,特别是逻辑门电路的工作原理;2. 使学生了解交通信号灯的基本工作原理,并能运用数字电路知识分析信号灯的控制逻辑;3. 引导学生掌握运用数字电路设计简单控制系统的方法。

技能目标:1. 培养学生运用所学数字电路知识解决实际问题的能力,如设计交通信号灯控制电路;2. 提高学生动手实践能力,学会使用数字电路实验设备,进行电路搭建和测试;3. 培养学生团队协作和沟通能力,通过小组讨论、展示等形式,共同完成课程任务。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣和热情,激发他们探索科学技术的欲望;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据和分析,养成良好实验习惯;3. 增强学生的安全意识和社会责任感,让他们明白交通信号灯在保障交通安全中的重要作用。

本课程针对电子技术相关专业的高中生,充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求,将理论知识与实际应用紧密结合。

通过本课程的学习,学生不仅能够掌握数字电路的基本知识,还能将所学应用于实际交通信号灯控制系统的设计与分析,培养他们的创新意识和实践能力。

课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得全面进步。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 数字电路基础知识:- 逻辑门电路原理及功能(对应教材第二章第一节)- 组合逻辑电路设计方法(对应教材第二章第二节)- 时序逻辑电路原理及功能(对应教材第二章第三节)2. 交通信号灯控制逻辑:- 交通信号灯基本工作原理(对应教材第三章第一节)- 数字电路在交通信号灯控制中的应用(对应教材第三章第二节)- 交通信号灯控制电路设计方法(对应教材第三章第三节)3. 实践操作与案例分析:- 数字电路实验设备的使用与操作(对应教材第四章第一节)- 交通信号灯控制电路搭建与测试(对应教材第四章第二节)- 案例分析:实际交通信号灯控制系统分析(对应教材第四章第三节)教学内容安排与进度:1. 第1周:数字电路基础知识学习,包括逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路;2. 第2周:交通信号灯控制逻辑学习,分析交通信号灯的工作原理及数字电路在其中的应用;3. 第3周:实践操作与案例分析,学生分组进行交通信号灯控制电路的设计、搭建和测试;4. 第4周:总结与展示,各组学生展示设计成果,分享实践经验。

数电课程设计交通信号灯

数电课程设计交通信号灯一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的设计原理;2. 使学生了解交通信号灯的工作原理,并将其与数字电路设计相结合;3. 帮助学生理解交通信号灯时序控制的基本逻辑,并运用所学知识设计简单的时序电路。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会使用数字电路设计软件进行电路设计和仿真;3. 培养学生团队合作精神,学会在团队中有效沟通和协作。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 增强学生的交通安全意识,让他们明白科技在生活中的重要作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到知识为社会进步和人类福祉所做的贡献。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点:学生为高中年级学生,具备一定的数字电路基础知识,对实际操作有浓厚兴趣。

教学要求:教师需注重理论与实践相结合,引导学生主动参与课堂,提高课堂互动性,确保学生在实践中掌握知识。

同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每位学生都能在课程中取得进步。

通过课程目标的实现,为学生后续学习奠定坚实基础。

二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识回顾:重点复习组合逻辑电路的设计原理,包括逻辑门、逻辑函数及其简化方法等。

教材章节:第一章 数字逻辑基础2. 交通信号灯工作原理介绍:分析交通信号灯的红、黄、绿三灯的控制逻辑,讲解时序控制的基本概念。

教材章节:第二章 时序逻辑电路3. 数字电路设计软件应用:教授学生使用数字电路设计软件(如Multisim、Proteus等)进行电路设计和仿真。

教材章节:第三章 数字电路设计软件及其应用4. 实践操作:指导学生运用所学知识,设计并实现一个简单的交通信号灯控制电路。

教材章节:第四章 实践操作教学进度安排:1. 第一周:回顾数字电路基础知识,介绍交通信号灯工作原理;2. 第二周:讲解数字电路设计软件的使用方法,进行电路设计;3. 第三周:分组进行实践操作,设计并实现交通信号灯控制电路;4. 第四周:验收成果,总结评价。

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太原理工大学
课程设计任务书
注:
上交(大张图纸不必装订)
2.可根据实际内容需要续表,但应保持原格式不变。

指导教师签名:日期:
专业班级 学号 姓名 成绩
一、
简述
为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过,往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。

其中红灯(R )亮表示该条道路禁止通行;黄灯(Y )亮表示停车;绿灯(G )亮表示允许通行。

交通灯控制器的系统框图如图3.1所示。

图3.1 交通灯控制器系统框图
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,分别产生三种倒计时时间显示,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。

二、设计目的
通过本次课题设计,应该掌握以下内容 (1)学习数字逻辑电路设计的一般方法。

(2)要求学会用理论知识解决实际问题。

(3)灵活掌握部分74LS 系列集成电路的使用。

(4)掌握Multisim 仿真软件的应用。

(5)掌握常用元器件的识别与测量。

(6)了解实际电路调试和解决问题的基本方法。

三、总体方案设计
用定时器分别产生三个时间间隔后,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ST ,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。

……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
S0状态:主干道绿灯亮,支干道红灯亮,此时主干道允许车辆通行,主干道禁止车辆通行。

当主干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:主干道黄灯亮,主干道红灯亮,此时主干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,支干道禁止车辆通行。

当主干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。

S2状态:主干道红灯亮,支干道绿灯亮。

此时主干道禁止车辆通行,支干道允许车辆通行,当支干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。

S3状态:支干道红灯亮,支干道黄灯亮。

此时主干道禁止车辆通行,支干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。

当支干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。

交通
态转
移图
交通
信号
灯控制器序表
四、电路设计
电路设计分成三部分
1、用一个模四计数器通过一个3-8译码器,引出四个控制信号,分别控制信号灯的亮灭的四个状态。

2、用两片74ls192做计数模块,接成减法计数,当两片同时为0时置数,此置数信号为模四计数器提供时
钟。

个位片置5,十位片置0或2或4,由3-8译码器的输出端控制。

3、检测信号经过一个异或门,控制2-4译码器的工作端。

该信号再跟检测信号分别经过与门,直接控制信号灯。

电路原理图
各部分电路设计:
(1)信号灯实现模块:
(2)秒计数器模块
(3)状态转移控制模块
(4)信号检测模块
(5)电路仿真图
元器件清单:
五、仿真结果及分析
(一)、仿真过程
(1)在Multisim中按照设计好的电路图连线;
(2)分模块进行仿真,观察状态是否正确;
(3)整合所有模块进行整体仿真,观察状态;
(4)切换开关的高低电平,查看状态是否正确;
(5)完成仿真。

(二)、仿真结果
1主路绿灯,支路红灯,主路放行45秒倒计时。

2、主路黄灯,支路红灯,黄灯五秒倒计时。

3,主路红灯,支路绿灯,支路放行25秒倒计时。

4主路红灯,支路黄灯,五秒倒计时。

(三)、仿真中遇到的问题
(1)不清楚个别引脚功能问题;
(2)相互之间的控制问题;
(3)用开关控制状态的问题;
(4)连线过程中的布局问题。

(5)192的借位输出问题。

六、验证结果及分析
1、实验室实验操作步骤
(1)交元件清单,领取元器件。

(2)测试元器件功能是否正确。

(3)按仿真原理图进行连线。

(4)测试测试电路的功能是否正确,若不正确,检查错误;若功能状态正确,记录实验状态。

2、操作中的问题
(1)连接线及芯片的测试问题。

(2)由于连线过多,连线时需仔细而耐心。

(3)实际测试功能状态的问题等
七、实验总结
本次试验,我们只是做好了仿真,实验验证并没有出来,验证74ls192的功能就花费了好久,为了找到一个没有坏的芯片,我们也是花费了好久,所以到下午才开始连接电路,但最后都没有成功,我觉得我们的问题主要出在没有将74ls192的功能完全了解,所以花费了好久,到最后都没有时间检查接下来的电路,所以到最后我们都没有把电路搭出来,第二天考试可能也有一些影响,但最主要还是没有把心态放好,精心去连电路。

但这次实验还是有很大收获的。

不仅通过实验巩固自己所学,更锻炼自己的动手能力和团队合作能力。

让我更加深入的了解数字电路逻辑设计这门课,更加熟练的运用Multisim这个软件。

八、参考文献
【1】《电子技术试验、实训及课程设计》清华大学出版社范立楠、张明、刘洋、吴琼编着
【2】《数字电路设计、仿真、测试》华中科技大学出版社佘新平
【3】《数字电路实验与EDA技术》东南大学出版社郭永点
【4】《数字电子技术试验与实践》电子工业出版社吴慎山
【5】《数字电路硬件设计实践》高等教育出版社贾秀美、张文爱、武培雄。

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