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文檔簡介
1、<p><b> 數(shù)字邏輯課程設(shè)計</b></p><p> 簡易交通燈控制邏輯設(shè)計</p><p> 課題名稱 簡易交通燈控制邏輯設(shè)計 </p><p> 班 級 09級 自動化二班 </p><p> 姓 名 <
2、/p><p> 指導(dǎo)教師 </p><p> 日 期 2011.12.14 </p><p><b> 目 錄</b></p><p> 課程設(shè)計的目的與要求;----------------------------------
3、---------------- 2</p><p> 設(shè)計任務(wù)和要求;----------------------------------------------------------- 2</p><p> 方案選擇和論證;----------------------------------------------------------- 3</p><p&
4、gt; 單元電路的選擇與設(shè)計;-------------------------------------------------- 3</p><p> 總電路圖;-------------------------------------------------------------------- 10</p><p> 電路調(diào)試;-------------------------
5、------------------------------------------ 10</p><p> 七、心得體會;------------------------------------------------------------------- 11</p><p> 交通燈控制電路的設(shè)計</p><p> 一、課程設(shè)計的目的與要求: </
6、p><p> 綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)到的理論知識去獨(dú)立完成一個設(shè)計課題。</p><p> 通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料,培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。</p><p> 學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技能。</p><p> 進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性,并掌握合理選用的原則。</p><p> 進(jìn)一步熟悉電
7、子儀器的正確使用方法。</p><p> 學(xué)會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告。</p><p> 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。</p><p> 二、設(shè)計任務(wù)和要求。</p><p> 1)設(shè)計一個交通燈控制電路。要求依次循環(huán)點(diǎn)亮紅燈40S,綠燈20S,黃燈10S。</p><p> 2)紅、綠燈亮?xí)r實(shí)現(xiàn)倒
8、計時顯示時間;黃燈亮?xí)r閃動顯示。</p><p> 3) 畫出框圖和邏輯電路圖,寫出設(shè)計報告。</p><p><b> 擴(kuò)展要求</b></p><p> 設(shè)計一主干道十字路口交通燈系統(tǒng)</p><p> 主干道:綠燈(G2) 30S,黃燈(Y2)10S,紅燈(R2)30S</p><p&g
9、t; 支干道: 紅燈(R1) 40S,綠燈(G1)20S,黃燈(Y1)10S</p><p> 可用按鍵修改主支干道紅、綠燈亮的時間</p><p><b> 三、方案選擇和論證</b></p><p> 選用中小規(guī)模的集成芯片組成電路。</p><p> 電路方案和論證分析:</p><p
10、> 1、脈沖源選用1HZ頻率信號,由實(shí)驗(yàn)箱提供。</p><p> 2、電路工作循環(huán)周期為70S,且每個燈的工作時間均為10的倍數(shù),主干道紅綠燈均為30秒,次干道上紅燈40S,綠燈20S,黃燈10S,故可以采用十進(jìn)制計數(shù)器就行,本設(shè)計我選用了74LS192,使其構(gòu)成降頻器,從而將1HZ的脈沖源降為0.1HZ。該芯片具有異步清零、置數(shù)功能,CP為上跳沿觸發(fā)。</p><p> 3
11、、循環(huán)控制電路的CP輸入由74LS192芯片輸出的0.1HZ的脈沖源提供。</p><p> 4、將74LS192設(shè)計成為七進(jìn)制計數(shù)器,其輸出的七個計數(shù)狀態(tài)跟74LS138譯碼器和門電路即可構(gòu)成主干道及支干道的紅綠黃燈的驅(qū)動電路。</p><p> 5、倒計時電路脈沖仍由1HZ脈沖源提供,分為主干道和支道兩部分倒計時。其主干道紅綠燈均為30秒,故用一個30進(jìn)制的計數(shù)器構(gòu)成即可,故可用兩
12、片74LS192構(gòu)成十位上的倒計和個位上的倒計。其倒計狀態(tài)可由紅綠燈反饋信號控制,黃燈亮?xí)r反饋信號控制十位上的計數(shù)片清零即可。次干道的紅燈為40秒,綠燈為20秒,同樣其計數(shù)狀態(tài)由各燈反饋信號控制即可。</p><p> 四、單元電路的選擇與設(shè)計</p><p><b> 1、降頻電路:</b></p><p> 選用74LS192的集成十
13、進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成降頻器,利用它的進(jìn)位端,從進(jìn)位端中輸出的即為0.1HZ的降頻信號。</p><p><b> 電路圖如下:</b></p><p> UP為加計數(shù)的CP輸入端,CO’ 為其對應(yīng)的進(jìn)位端,當(dāng)計數(shù)器每計數(shù)到十個脈沖就從進(jìn)位端發(fā)出一個脈沖,這樣就達(dá)到了降頻的目的。CLR為計數(shù)器的清零端,接高電平清零,為使整個電路同步工作,應(yīng)使電路啟動時先進(jìn)行清零,故各片集
14、成片的CLR接在一起進(jìn)行統(tǒng)一清零。</p><p><b> 2、循環(huán)控制電路:</b></p><p> 利用74LS192的置數(shù)功能,將其改為七進(jìn)制計數(shù)器。</p><p><b> 置數(shù)邏輯為:</b></p><p> 預(yù)置數(shù)端:A=B=C=D=0</p><p&
15、gt;<b> 電路圖如下:</b></p><p> 七個狀態(tài)及主、次干道各燈亮的情況如下表:(1代表燈亮、0代表燈滅)</p><p><b> 3、驅(qū)動電路:</b></p><p> 由上表可知將QC、QB、QA輸入74LS138譯碼器即可得:</p><p> 因此由上兩表可得各
16、燈的邏輯表達(dá)式為:</p><p><b> 次干道:</b></p><p><b> 紅燈 </b></p><p><b> 綠燈 </b></p><p> 黃燈 又黃燈亮?xí)r要閃動故可用1HZ CP與Y6’相與即可。</p><p>&
17、lt;b> 因此 </b></p><p><b> 主干道:</b></p><p><b> 紅燈 </b></p><p><b> 綠燈 </b></p><p><b> 黃燈 </b></p><
18、p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 其中QA QB QC 為循環(huán)控制電路的輸出信號共七種組合狀態(tài)。</p><p><b> 4、倒計時電路:</b></p><p> 倒計時電路分為主干道 紅、綠、黃燈 倒計時和次干道 紅、綠、黃燈倒計時。其CP信號為還未分頻的1HZ信號提供,倒計時片工作
19、啟動狀態(tài)由各燈反饋信號控制。紅綠燈的倒計時又可分為十位倒計時和個位倒時,因?yàn)槠鋫€位倒計時相同,所以可以共用一片。黃燈亮?xí)r只要對十位倒計時片清零就可以了。</p><p> A、個位倒計時電路:(為了簡便電路,共用個位倒計時電路,可減少電路圖的繁瑣)</p><p> 將74LS192接成倒計數(shù)即成為個位倒計時電路圖如下:</p><p> 其中BO’為倒計數(shù)時
20、的進(jìn)位端,為后面的主、次干道的十位倒計時電路提供倒計脈沖。</p><p> B、主干道紅、綠燈十位倒計時電路:</p><p> 由于主干道紅、綠燈倒計時均為30S,故兩者可共用一片由74LS192置數(shù)為三進(jìn)制倒計數(shù)的十位倒計時電路。</p><p> 置數(shù)邏輯為:;預(yù)置數(shù)端:D=0;C=0;B=1;A=0(即將1001置為0010)</p>
21、<p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 其中清零端經(jīng)或門分成兩路,一路接主干道黃燈,當(dāng)黃燈亮?xí)r為高電平,對其清零。當(dāng)黃燈滅時,正常倒計數(shù)。另一路接共用的手動清零開關(guān),用于啟動時或需要時清零。</p><p> C、支干道十位倒計時電路:</p><p> 由于支干道紅燈為40S,綠燈為20S,故支干道十位倒計
22、數(shù)要分為兩各情況:</p><p> 當(dāng)紅燈亮?xí)r十位倒計數(shù)為四進(jìn)制,只需將 1001置數(shù)為 0011即可,</p><p> 置數(shù)邏輯同上; 預(yù)置數(shù)端為 D=0 C=0 B=1 A=1;</p><p> 當(dāng)綠燈亮?xí)r十位倒計數(shù)為二進(jìn)制,只需將 1001 置數(shù)為0001即可,</p><p> 置數(shù)邏輯同上; 預(yù)置數(shù)端為 D=0 C=0
23、 B=0 A=1;</p><p> 比較兩者的預(yù)置數(shù)端可見A端均為高電平,而當(dāng)紅燈亮?xí)rB端為高電平,滅時(此時綠燈亮)為低電平。故預(yù)置數(shù)端B可用紅燈信號控制即可現(xiàn)實(shí)兩燈的不同倒計狀態(tài)。</p><p> 同理,黃燈亮是對其清零即可。</p><p><b> 電路圖如下:</b></p><p> 其中清零端經(jīng)
24、或門分成兩路,一路接次干道黃燈,當(dāng)黃燈亮?xí)r為高電平,對其清零。當(dāng)黃燈滅時,正常倒計數(shù)。另一路接共用的手動清零開關(guān),用于啟動時或需要時清零。</p><p><b> 五、總電路圖:</b></p><p> 按單元電路聯(lián)接成總電路如下:</p><p><b> 電路。</b></p><p>
25、; 其中上半部的第一片74192為降頻電路,每二片為各燈共用的個位倒計時電路;第三片74192為主干道紅、綠燈十位倒計時電路。第四片為支道紅、綠燈十位倒計時電路。</p><p> 下半部的第一片74192為循環(huán)控制電路,接在后面的為74138譯碼器和門電路構(gòu)成的驅(qū)動電路。</p><p> 電路中的右下角的開關(guān)為手動清零開關(guān)。用于啟動是或需要是進(jìn)行手動清零。</p>
26、<p><b> 六、電路調(diào)試:</b></p><p> 電路在EWB仿真軟件中,啟動時需要手動對其清零。 </p><p> 在實(shí)驗(yàn)室中,先用MAXPLUS軟件進(jìn)行編譯和仿真,編譯過程正常后,下載到PLD芯片,進(jìn)行實(shí)物調(diào)試,其波形仿真出現(xiàn)微小的延時現(xiàn)象,其延時為幾納秒到幾百納秒,相對于1HZ的信號來說,這樣的延時對電路的正常工作不會有影響。至于冒險
27、問題對波形影響不大,也可以忽略。</p><p><b> 其仿真波形如下:</b></p><p><b> 七、心得體會</b></p><p> 在以前的學(xué)習(xí)當(dāng)中,我們一直都是認(rèn)真聽老師講,只會被動的接受,不會想怎樣把學(xué)到的東西應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中,但是本次課程設(shè)計促使我們開動腦筋想出自己的方案,不僅使我們知道課本上
28、知識的原理,也使得我們對各種方案有進(jìn)一步的理解并進(jìn)行選擇.本次設(shè)計又三個人完成,在做設(shè)計之前我們在圖書館找了大量的資料,對書上的一些方案進(jìn)行了討論,并從中得到啟發(fā)進(jìn)一步得出自己的總體方案,在這次課程設(shè)計過程中,我們組員之間每個人都投入了很大的熱情,在設(shè)計方案選擇的時候有意見不一的時候但是經(jīng)過我們的討論得到了最終方案,在這過程中我們也更加體會到了團(tuán)結(jié)的力量。我們對方案進(jìn)行了分塊,我們每個人對自己所要設(shè)計的單元電路都經(jīng)過比較認(rèn)真的考慮,比較
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