交通灯控制电路设计
交通灯控制电路的设计（实验报告）
交通信号灯控制电路的设计一、设计任务与要求1、任务用红、黄、绿三色发光二极管作为信号灯，设计一个甲乙两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间都为25s的十字路口交通信号灯，并且由绿灯变为红灯时，黄灯先亮5s，黄灯亮时每秒钟闪亮一次。
2、要求画出电路的组成框图，用中、小规模集成电路进行设计与实现用EAD软件对设计的部分逻辑电路进行仿真，并打印出仿真波形图。
对设计的电路进行组装与调试，最后给出完整的电路图，并写出设计性实验报告。
二、设计原理和系统框图（一）设计原理1、分析系统的逻辑功能，画出其框图交通信号灯控制系统的原理框图如图2所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲信号发生器是该系统中定时器和该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器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，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图1 交通灯控制电路设计框图图中：Tl：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25s，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5s。
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。
它一方面控制定时器开始下一个工作状态的定时，另一方面控制着交通信号灯状态转换。
2、画出交通信号灯控制器ASM图（1）甲车道绿灯亮,乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行,乙车道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔TL时控制器发出状态信号ST转到下一工作状态。
（2）乙车道黄灯亮乙车道红灯亮。
表示甲车道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乙车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
（3）甲车道红灯亮乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时 控制器发出状态转换信号ST转到下一工作状态。
交通灯控制电路综合设计实验
放风筝小学生二年级作文7篇放风筝是清明时节人们所喜爱的一项活动，此时的气候风向也非常适宜放风筝。
下面是小编为大家整理的放风筝小学生二年级作文7篇，仅供参考，欢迎大家阅读借鉴。
放风筝小学生二年级作文1星期天下午，阳光明媚，微风吹拂，天气格外温暖，我的心情也很好，因为叔叔要带我去放风筝。
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只见叔叔拉着风筝线边跑边慢慢放线，不一会儿，风筝便高高地飞了起来。
看着叔叔的示范，我觉得我会放风筝了。
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因为我总站在原地，风一停，风筝就会掉下来。
这时，叔叔对我喊：“跑，跑起来!”听了这话，我立马在广场上跑起来，风筝果然如叔叔说的那样飞了起来。
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交通灯控制电路设计
交通灯控制电路设计交通灯是城市交通管理的重要组成部分，通过交通灯控制电路来控制交通信号灯的亮灭，可以使交通流畅有序，提高交通效率和安全性。
下面将详细介绍交通灯控制电路的设计。
首先是输入接口部分。
交通灯控制电路可以通过光电传感器或者车辆探测器等装置来获取交通流量信息，并将其转化成电信号输入到控制电路中。
光电传感器一般采用红外线或激光来感应车辆的到来，车辆探测器则通过地感线圈感应车辆进入或离开的情况。
这些输入装置可以将车辆信息转化成电信号，为后续控制提供数据支持。
接下来是逻辑控制部分。
交通灯的控制有固定时间控制和可调控制两种方式，可以根据实际需要选择。
固定时间控制往往采用时序控制器来实现，时序控制器根据预设的时间来控制交通信号灯的亮灭。
可调控制则需要根据交通流量实时情况来动态调整交通信号灯的运行状态，可以采用微处理器或者PLC控制器来实现。
逻辑控制部分会根据输入接口的数据以及预设的控制规则进行相应的处理，控制交通信号灯的转换。
最后是输出接口部分。
输出接口部分主要是将控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号。
交通信号灯一般有红、黄、绿三种颜色，分别表示停、警示和行。
通过驱动器来控制交通信号灯的亮灭状态，驱动器一般由继电器、晶体管等元件组成。
输出接口部分将逻辑控制部分产生的控制信号转化成驱动交通信号灯的电信号，实现交通信号灯的亮灭控制。
首先是稳定性。
交通灯控制电路应具有良好的稳定性，能够在各种环境条件下正常工作，不受外界干扰。
稳定性可以通过增加滤波电路和抗干扰设计来实现。
其次是可靠性。
交通灯是城市交通管理的重要设施，因此交通灯控制电路需要具备高可靠性，能够长时间稳定工作，减少故障率和维护成本。
再次是安全性。
交通灯控制电路在设计时需要遵循安全原则，确保交通灯的控制不会产生误操作，保证交通安全。
最后是灵活性。
交通灯控制电路应具备一定的灵活性，能够根据实际需要进行调整和扩展，以适应交通流量的变化和城市的发展。
综上所述，交通灯控制电路设计是一个涉及多个方面的复杂工程，需要根据实际需求和要求进行综合设计。
交通灯控制电路设计与制作
交通灯控制电路设计与制作交通灯控制电路设计与制作随着人口的不断增长和城市化的进程，各种交通工具的数量不断增加，交通技术的创新和发展也越来越受到关注。
交通灯是现代城市交通中非常重要的一种交通设施，它能够有效地控制车辆流量和行人行动，从而提高道路的安全性和交通效率。
交通灯控制电路是交通灯工作的核心系统。
它通过电子元器件将交通灯控制的信号转换成数字控制信号，进而实现交通灯的开关控制和颜色切换。
本文将介绍交通灯控制电路设计和制作的基本原理和步骤。
一、交通灯控制电路设计原理交通灯控制电路主要由以下几部分组成：时钟电路、数字控制电路、继电器控制电路、LED灯管控制电路等。
时钟电路：时钟电路是交通灯控制电路的基础部分，它通过高精度的电子元器件实现系统的节拍同步和计时。
在交通灯控制电路中，时钟电路的作用是控制信号频率和时间周期，为后面的数字控制和继电器控制提供时间基准。
数字控制电路：数字控制电路是交通灯控制电路的核心部分，它是把传统的机械式控制方式转化成数字化控制，实现自动控制的关键部分。
数字控制电路主要采用的是单片机技术，通过熟练掌握单片机编程语言和电路设计原理，可以实现复杂的交通信号控制方案。
继电器控制电路：继电器控制电路是一种实现数字控制信号与物理控制信号相互转换的电路。
它通过将数字控制信号转换成真实的高电平或低电平信号，从而控制车辆和行人信号灯的开关状态，改变交通灯的亮灭状态。
LED灯管控制电路：LED灯管控制电路是一种专门用于LED 灯传输控制信号的电路。
它通过对LED灯管的电流和电压进行调节，实现交通灯颜色的切换和灯管亮度的调节。
以上几个部分组成了一个完整的交通灯控制电路系统。
在实际设计和制作过程中，需要对各部分电路进行精心的设计和调试，以确保系统的可靠性和稳定性。
二、交通灯控制电路制作步骤1.准备材料和测试工具在制作交通灯控制电路时，需要准备一些基本的材料和测试工具。
其中包括电子元器件、电路设计软件、A/D转换器、逻辑单元、控制线缆、继电器、LED灯管、电路板和焊接工具等。
简易交通灯控制电路的设计
简易交通灯控制电路的设计交通灯控制电路是现代城市交通管理的重要组成部分，其设计方案的合理性和可靠性对保障人民出行的安全和畅通至关重要。
在本文中，我将介绍一个简单的交通灯控制电路的设计方案，涉及到所需材料、电路设计、电路连接和电路测试等方面，旨在提供一种可行的设计思路及实现方法。
一、所需材料1. PCB板2. AT89C2051单片机3. LCD12864液晶显示屏4. DS1302时钟模块5. 7段LED数码管6. 红绿黄LED发光二极管7. 继电器8. 12V电源适配器9. 74HC595芯片10. 电容、电阻、连接线等二、电路设计本次交通灯控制电路采用单片机AT89C2051作为控制核心，通过LCD12864液晶显示屏展示交通灯状态，并且控制红绿黄三色LED灯。
还采用DS1302时钟模块来实现交通灯的定时控制，以确保交通灯的安全和准确性。
具体的电路设计如下：1.电源模块本电路采用12V电源适配器作为供电来源，将电源接入100uf电解电容并接入AT89C2051芯片VCC引脚，以确保芯片工作电压稳定。
2.时钟模块DS1302时钟模块通过连接到P1.0、P1.1和P1.2引脚来实现对交通灯的定时控制。
还需将时钟模块的CLK、DIO和RST引脚分别连接到AT89C2051芯片的P1.4、P1.5和P1.6引脚来实现数据传输和控制信号输出。
3.LCD显示模块将LCD显示屏的RS、RW和E引脚连接到AT89C2051芯片的P3.0、P3.2和P3.1引脚，将LCD数据引脚DB0-DB7连接到AT89C2051芯片的P2.0-P2.7引脚，以在交通灯控制过程中显示交通灯状态。
4.7段LED数码管模块将74HC595芯片、CD4511译码器和7段LED数码管连接在一起，将74HC595芯片的SER、SRCLK和RCLK引脚连接到AT89C2051芯片的P1.7、P1.5和P1.6，将CD4511译码器的A、B、C、D和O引脚分别连接到74HC595芯片的Q0-Q3和74HC595芯片的Q4引脚，将7段LED数码管的公阴极连接到CD4511译码器的O引脚，在交通灯控制过程中实现倒计时显示。
EDA交通灯控制电路的设计
EDA交通灯控制电路的设计交通灯控制电路是城市交通管理系统中的重要组成部分，主要用于控制交通信号灯的亮灭和切换，以确保交通的有序进行。
本文将对EDA交通灯控制电路的设计进行详细介绍。
首先，我们需要了解交通灯的基本工作原理。
交通灯一般由红灯、黄灯和绿灯组成，红灯表示停车，黄灯表示准备停车或行驶警告，绿灯表示行驶。
交通灯的工作需要按照一定的时间间隔和顺序进行切换。
接下来，我们将介绍EDA交通灯控制电路的设计步骤。
第一步是确定控制模块。
在设计交通灯控制电路时，我们可以使用数字逻辑芯片或微控制器作为控制模块。
数字逻辑芯片适用于简单的交通灯控制电路，而微控制器可以实现更复杂的功能和灵活的控制。
第二步是确定交通灯的切换顺序和时间间隔。
交通灯的切换顺序和时间间隔需要根据实际道路情况和交通流量进行调整。
一般来说，红灯的时间较长，绿灯的时间较短，以确保交通的流畅和安全。
第三步是确定交通灯控制电路的输入信号。
交通灯的输入信号通常是来自于传感器或计时器。
传感器可以检测车辆、行人等情况，计时器可以按照设定的时间间隔控制灯的切换。
第四步是确定交通灯控制电路的输出信号。
交通灯的输出信号通常是控制灯的亮灭。
通过电路设计，我们可以控制每个交通灯的亮灭，以实现交通灯的切换。
第五步是进行电路设计和布局。
根据确定的输入和输出信号，我们可以开始进行电路设计和布局。
在设计过程中，需要考虑电源供给、输入输出电平、电路保护等因素。
第六步是进行电路仿真和测试。
在完成电路设计和布局后，我们可以使用EDA软件进行电路仿真和测试。
通过仿真和测试，可以确保电路的正常工作和性能符合设计要求。
第七步是进行电路制作和调试。
在电路仿真和测试通过后，我们可以进行电路的制作和调试工作。
在制作和调试过程中，需要注意电路元件的连接、焊接和固定，以确保电路的稳定和可靠性。
最后，我们需要进行交通灯控制电路的性能和安全评估。
通过对电路的性能和安全进行评估，可以检查和改进电路设计，以提高交通灯控制系统的可靠性和安全性。
十字路口交通灯控制电路
三、工作原理
1. 秒信号发生器构成 秒信号发生器电路如图 2 所示， 脉冲发生器是由 555 定时器构成的多谐振荡器， 因为控制系统是以 秒作为单位，所以用秒脉冲发生器。555 定时器组成的秒脉冲的周期为：T≈0.7（R1+2*R2）*C，若 T ＝1s，令 C＝10µF，R1＝44.2kΩ， R2=51kΩ。
三工作原理秒信号发生器构成秒信号发生器电路如图2所示脉冲发生器是由555定时器构成的多谐振荡器因为控制系统是以秒作为单位所以用秒脉冲发生器
十字路口交通灯控制电路
一、设计要求
东西方向通行（南北方向禁止通行）——东西向绿灯亮 10 秒（南北方向红灯亮 13 秒）后东西向黄 灯亮 3 秒；接着南北方向通行（东西方向禁止通行）——南北向绿灯亮 10 秒（东西方向禁止通行红灯 亮 13 秒）后东西向黄灯亮 3 秒；黄灯亮时，发出警告声响。如图 1 所示。
根据上表，可得到信号灯控制方案逻辑表达式，如下表： 信号灯 绿 南北向 黄(蜂鸣器响) 红 绿 东西向 黄（蜂鸣器响） 红 按照以上关系，利用与门连接电路即可实现信号灯的控制。 控制逻辑表达式 Q1Q2 Q1Q2 Q2 Q1Q2 Q1Q2 Q2
四、元器件选择
1. 元器件参数计算 555 定时器组成的秒脉冲的周期为：T≈0.7（R1+2*R2）*C，若 T＝1s，令 C＝10µF，R1＝44.2kΩ， R2=51kΩ 。发光 LED 正常工作时的电流为 10mA 左右，输出的高电平为 5V ，限流电阻大小为 5V/10mA=500Ω 左右。 2. 所需元器件 (1) 74LS161 1片 (2) 74LS112 1片 (3) 74LS08 1片 (4) 74LS00 1片 (5) 74LS12 1片 (6) 555 定时器 1个 (7) 蜂鸣器 2个 (8) 绿、黄、红发光 LED 各 4 个 (9) 44.2kΩ、51kΩ 电阻各一个，510Ω 电阻 10 个，10µF，10nF 各电容 1 个 (10) 导线若干
交通灯控制电路的设计
注：0表示灯灭，1表示灯亮。
3、扩展功能能够用倒计时计数及显示模块，实现有效状态下交通灯的持续亮的时间，且用数码管显示，方便行人。
二、总体方案设计方案：用时间控制交通灯的状态转换1、原理本方案的主要思想是用时间控制交通灯状态的转换，时间变化是有规律的。
先南北直行红灯亮，而后黄灯亮3秒，再直行绿灯亮27秒，黄灯亮3秒；然后南北转弯绿灯亮，黄灯亮，南北交通灯都亮红灯；东西交通灯以同样规律变化。
（1）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3秒，黄灯亮时，绿灯灭。
（2）要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）时均有倒计时显示。
所以基本符合现实功能，能够指挥车辆在十字路口完成左转和不同路口的直行。
2、基本功能、扩展功能分析考虑交通灯的功能，一个十字路口至少需8组交通灯：东西南北各两组，一组指挥转弯，一组指挥直行。
而设计的关键是控制交通灯的亮灭。
考虑南北、东西方向灯的亮灭规律相同，故可以考虑用四组交通灯来模拟实际的八组交通灯：东西两组灯，南北两组灯，分别用来指示转弯和直行。
可用计数器控制时间，在不同的时间显示不同的灯。
根据设计分析，可以采用如下方案实现交通灯显示：通过计数来计时，不同的时间输出不同的使能信号，使各方向的不同交通灯显示不同的颜色。
夜间车少需交通灯，则红灯、绿灯灭，黄灯闪烁使司机明白前方为十字路口，小心行驶。
倒计时显示需设计不同的倒计时计数器，显示不同方向交通灯的显示时间，通过数码管显示时间，使行人方便。
3、总体方案（1）结构图（2）主要模块交通灯设计主要分以下几个模块：时钟分频模块，交通灯亮灭控制模块，交通灯显示模块，倒计时计数模块，倒计时显示模块。
①时钟分频模块可以将10MHz的信号，用一个二进制计数器，对其进行分频，从而得到适合的频率。
选一个合适的作为时间计数器的扫描信号，另外再选一个作为数码管选通电路的触发信号。
本方案是用一个24位的计数器，倒计时计数的周期比较慢，而数码管比较快所以可以将分得的23位和10位分别给两者作为扫描信号。
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课程设计
课程名称数字电子技术课程设计
题目名称交通灯控制电路设计
学生学院物理与光电工程学院
专业班级 13电子科学与技术1班
学号 ********** 学生姓名李玉祥
指导教师陈元电
2014年06月29 日
1 设计题目摘要
1.1 选题B：交通灯控制电路设计
由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线内。
实现红、绿灯的自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。
1.2 设计任务与要求
（1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。
（2）当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。
（3）主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。
设计30s和20s计时显示电路。
（4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，设置5s计时显示电路。
2 原理电路和程序设计
2.1 方案比较
方案一：秒脉冲发生器使用晶振产生，数码管使用共阳极7段数码管，计数器利用时序逻辑电路的设计方法设计。
方案二：秒脉冲发生器使用555定时器，数码管使用共阴极7段数码管，减法计数器使用MSI的74LS190。
由于交通灯计数器不需要很精确的秒脉冲，而且555定时器如果利用进度高的小型电位器的话也可以达到很高的精度，而且不需要分频器；直接利用触发器设计计数器的话工作量大，而且电路复杂，话费多，所以使用集成芯片74LS190来作为计数器。
74LS190是高电平输出，故使用共阴极的数码管。
2.2 整体电路
2.3 单元电路设计及工作原理分析
实现上述任务的控制器整体结构，如图所示。
3电路设计计算与分析
3.1时钟脉冲信号的产生
时钟脉冲信号由555定时器与相应大小的电阻和电容连接而成的多谐振荡器来产生。
由于电路中需要的脉冲信号周期为1S ，如果选用的电容分别是10UF 和0.01UF ，则根据周期计算公式T=(R1+2R2)CLN2，可得到R1+2R2的阻值为151K 欧，因此我们令R1等于39K 欧，R2等于51K 欧，则连接而成的由555定时器构
30S,20S,5S 计时器
时钟信号
主 控 制 器
显示译码驱动电路
支干道信号灯
主干道信号灯
成的多谐振荡器如下图所示。
3.2主控制器
主控电路是本课题的核心，主要控制30s 、20s 、5s 三个定时器，它
的输出一方面经译码后分别控制主干道和支干道的三个信号灯，另一方面控制定时电路启动。
主控电路属于时序逻辑电路，可采用状态机的方法进行设计。
主干道和支干道各自的三种灯（红、黄、绿），正常工作时，只有4
种可能，即4种状态：
主绿灯和支红等亮，主干道通行，启动30s 定时器，状态为S 0； 主黄灯和支红灯亮，主干道停车，启动5s 定时器， 状态为S 1； 主红灯和支绿灯亮，支干道通行，启动20s 定时器，状态为S 2； 主红灯和支黄灯亮，支干道停车，启动5s 定时器，状态为S 3。
四种状态的转换关系如图5：
图5交通灯控制状态转换图
主绿灯 支红灯
亮
主黄灯 支红灯 亮
主红灯
支绿灯
亮
主红灯 支黄灯 亮 已过5s S 0 S 1 S 2
S 3 未过30s
已过30s 已过20s
未 过 5 s 未 过 5 s 已过5s
可用2个JK触发器表达上述四种状态的分配和转换。
3.3计时器电路
计时器电路是本次设计中做复杂也最为关键的一部分，这一部分又可以分为输出和输入两部分。
输入的信号除了秒脉冲时钟信号以外，更重要的是主控电路对其输入的置数信号。
输出信号为三部分，分别是主次干道的计时显示电路、置数端开关控制信号、主控电路的脉冲控制信号。
（1）百进制计数器电路
这一部分我们选用两片十进制计数器芯片74LS190D级联而成。
74LS190D可以实现加计数和减计数，由U/D控制，当输入为低电平时进行加计数，反之则为减计数，本次设计选用减计数，因此U/D端输入始终为高电平。
CTEN端为扩展功能端，接入低电平时正常工作，级联接线如图3-4所示。
（2）置数端开关信号与主控器脉冲信号输出电路
当计数器每完成一个状态的计数后，需要打开自己的置数端接受主控器下一个状态的置数，同时输出脉冲送往主控器使其产生新的状态。
由于每完成一个计数状态，计时器都会有一个低电平进位输出，我们可以将这个低电平送往置数端开关端口打开置数端，同时反向后送往主控器切换状态。
但由于进位输出信号过于短暂，可能使主控器电路来不及反应就消失，造成电路不稳定。
为了解决这一个问题，使进位输出信号有足够的宽度，我们想到用基本RS触发器组成反馈置数电路，由于进位输出信号是低电平，所以反馈电路可设计如图3-5所示。
图3-5 基本RS触发器组成的进位输出电路
3.4计时器显示电路
在本次设计中，主道和次道的计时显示电路我们仅仅用数码显示管DCD_HEX 来完成，用于计时状态的显示，主道于此道显示器接法相同，如图3-9所示。
3.5元件选择
序号名称型号参数数量备注
74LS190D 2
1 加/减法计数
器
2 七段数码管DCD-HEX 4
74LS163D 1
3 4位二进制计
数器
4 3线－8线译
74LS138D 1
码器
5 反相器74LS04D 4
6 或门74LS32D 3
7 与门74LS08D 2
8 或非门74LS08D 2
9 电阻150KΩ 2
10 电阻51KΩ 1
11 电阻39KΩ 1
12 电容1uF 2
13 电容10uF 1
14 电容10nF 1
15 555计时器LM555CM 1
16 发光二极管大 2 红色
17 发光二极管大 2 黄色
17 发光二极管大 2 绿色4电路和程序调试过程与结果
4.1主红灯和支绿灯亮，支干道通行，启动20s定时器
4.2主红灯和支黄灯亮，支干道停车，启动5s定时器4.3主绿灯和支红等亮，主干道通行，启动30s定时器4.4主黄灯和支红灯亮，主干道停车，启动5s定时器
5总结
5.1作品的优点
1）实验仿真作品基本符合本课程设计任务和要求
2）实验所用元器件不多，连线较简单
5.2作品的缺点
1）实验亮灯顺序是:
主红灯和支绿灯亮，支干道通行，启动20s定时器
主红灯和支黄灯亮，支干道停车，启动5s定时器
主绿灯和支红等亮，主干道通行，启动30s定时器
主黄灯和支红灯亮，主干道停车，启动5s定时器
与实验要求有些差异。
2）实验数码管控制电路只在主干道有，支干道的数码显示还是由主干道的数码控制电路。
一旦主干道的数码管控制电路损坏，主支干路的数码管都不能显示，给交通带来极大不便。
5.3实验心得
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
同时这次电路设计实习，使得我对数字电路更感兴趣，并且，在设计的过程中，积极去查阅资料，不仅学会了独立思考，而且学会了在遇到困难的时候不慌忙，不乱阵脚，仔细查找问题。
更好的提高了自己的动手能力，还主动帮助同学查找问题。
同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计，我不仅对Multisim仿真软件操作更熟练，对各种芯片，比如74ls163，,7ls190，74ls138， 555等，都有了比较深入的了解。
同时，也发现自己对课本知识的掌握很不足，所以课程设计也是一次让我巩固课本知识的实践机会。
参考文献
1.阎石《数字电子技术基础（第五版）》北京:高等教育出版社,2005。