数模电报告m

I 目 录 1 设计任务与要求................................................................................................. 1 2 设计方案论证..................................................................................................... 1 3 单元电路设计..................................................................................................... 2 3.1时钟产生电路.......................................................................................... 2 3.2 计时控制电路......................................................................................... 2 3.3 逻辑控制电路......................................................................................... 3 3.4 主控电路................................................................................................. 3 3.5 预置数控制电路..................................................................................... 4 3.6 原理总图................................................................................................. 5 4 元器件清单......................................................................................................... 5 5 调试与测试......................................................................................................... 5 5.1 通电前检查............................................................................................. 6 5.2 通电检查................................................................................................. 6 5.2.1 555电路模块的检查.................................................................... 6 5.2.2 发光二极管的调试...................................................................... 6 5.2.3 主控单元电路的调试.................................................................. 6 5.2.4 74HC04非门的调试 .................................................................... 6 5.2.5 74HC10和74HC00与非门的调试 ............................................ 6 5.2.6 共阴数码管的调试...................................................................... 6 5.3 结果分析................................................................................................. 6 6总结与体会.......................................................................................................... 7 6.1 体会......................................................................................................... 7 6.2 本方案特点及存在的问题..................................................................... 7 6.3 改进意见................................................................................................. 7 II 1

1 设计任务与要求 在由主干道和支干道汇成十字路口，主、支干道分别装有红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。具体要求如下： （1）主、支干道交替允许通行。主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒。 （2）由绿灯亮转换到红灯亮时，黄灯要先亮5秒。 注：用红、绿、黄发光二极管作为信号指示灯。

2 设计方案论证 此系统是运用两个160作为计数器,控制数码管的显示，在计数器与数码管之间需要接上CD4511，然后通过161与数选器来控制发光二极管的状态。然后通过非门，与译码器连接，就可以控制LED灯的显示。在整个过程中，需要计算得出各部件之间如何连线，以保证数码管和LED灯能够按照题目要求的条件工作。由555时钟信号发生电路产生稳定的秒脉冲信号，确保整个电路工作稳定进行。有用两片160作为计数器，通过与非门与CD4511相连，连接到数码管上。用153和161控制状态，控制状态变量Q2Q1的变化，从而实现25,45,5秒的转化。六个灯直接通过连接译码器的输出端通过与非门直接相连，需要注意的是数码管与灯前必须加限流电阻，防止烧坏电阻和数码管。 方案一：由于本选题需要1s脉冲，用555提供脉冲。需要计数，前面总的计数采用两个74LS160，2个总共可计数100，符合要求。后面采用译码器，与非门，还有计数器控制灯的状态，特点是正的计数。 方案二：与第一个基本思路相同，只是在控制总的计数部分，采用192，因为采用这个计数，数码管倒着计数，特点是符合日常生活中交通灯倒计数的习惯。 综合考虑，由于课程设计中，对于计数正或者倒没有特别的要求，而且在购买中，161的价格比192的便宜好多。综上，所以最后选择161计数，总框图如图所示。 2

图2-1 总框图 3 单元电路设计 3.1时钟产生电路 产生稳定的秒脉冲，确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。用555按一定的线路接不同大小的电容和电阻，则会产生不同周期的脉冲。在本次课程设计中，由于数码管每秒钟加1，所以需要电路中可以产生1s的脉冲，用来计数器的计数。本设计要求产生1s的脉冲，时钟脉冲产生电路如图3-1所示。

图3-1 时钟脉冲产生电路 3.2 计时控制电路 设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。用两个74HC161完成计时器状态产生模块设计。 设计思路： 要以十进制输出，而且有一些状态维持时间超过10秒，用两个74LS161设计分别产生个位和十位的数字信号。

逻辑控制电路计时控制电路预置数产生电路时钟产生电路主控电路

计时控制电路计时控制电路 3 图3-2 计时控制电路 3.3 逻辑控制电路 逻辑控制电路是交通灯管理的核心，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。该电路中涉及到译码器，其任务主要是将控制器的输出的4种工作状态，翻译成甲、乙车道上的六个信号灯的工作状态。加到74HC153的数据选择输入端作为控制信号。即可实现控制器的功能。

图3-3 逻辑控制电路 3.4 主控电路 将控制状态的74LS161的所有置数端接地，把高位和低位计数器的高位进制通过与非门后作为状态控制器的脉冲信号，当计数计到1111后，计数器RCO将有0变成1。通过74LS161实现状态变化，所以再将输出Q1和Q2通过与非门连接到LOAD上。 再用门电路，把状态控制器的输出Q1和去与计数器的置数端相连接，实现控制器与计数器相互控制，主控电路如图3-2所示。 4

图3-2 主控电路 3.5 预置数控制电路 红绿灯显示所代表状态，主控电路的输出Q1和Q0决定了主干道和支干道的红绿灯亮灭情况，灯亮用“1”表示，灯灭用“0”表示，则有表3-4-1。 表3-4-1 交通灯状态图 状态控制器输出 主干道信号灯 支干道信号灯 Q1 Q0 R Y G R Y G 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 综合交通灯状态图可以得到数选器，计数器与与非门的接线，交通灯信号显示电路如图3-4-2所示。

图3-4-2 预置数控制电路