《模电课程baogao》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模电课程baogao（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 模电课程设计 22 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 数字电子线路基础课程设计报告 题目：交通灯 专 业 电气工程及其自动化 班 级 10级电气工程及其自动化2班学生姓名 仝 泽 仁 指导教师 唐文涛 王 恒 提交日期 2010年06月08日 目 录第一部分 设计任务1.1 设计题目及要求41.2 备选方案设计与比较41.2.1 方案一41.2.2 方案二61.2.3 方案三61.2.4 方案四71.2.5 各方案分析比较7第二部分 设计方案2.1 总体设计方案说明82.2 模块结构与方框图8第三部分 电路设计与器件选择3.1 功能模块一（时钟模块及保持模块）
2、93.1.1 模块电路及参数计算93.1.2 工作原理和功能说明103.1.3 器件说明（含结构图、管脚图、功能表等）103.2 功能模块二（计数模块）113.2.1 模块电路及参数计算113.2.2 工作原理和功能说明123.2.3 器件说明（含结构图、管脚图、功能表等）123.3 功能模块三（增益模块）133.3.1 模块电路及参数计算133.3.2 工作原理和功能说明143.3.3 器件说明（含结构图、管脚图、功能表等）143.4功能模块三（增益模块）133.4.1 模块电路及参数计算133.4.2 工作原理和功能说明143.4.3 器件说明（含结构图、管脚图、功能表等）143.5 功能
3、模块三（增益模块）133.5.1 模块电路及参数计算133.5.2 工作原理和功能说明143.5.3 器件说明（含结构图、管脚图、功能表等）143.6 元件清单18第四部分 安装调试与性能测量 4.1 电路安装（推荐附整机数码照片）18 4.2 电路调试184.2.1 调试步骤及测量数据204.2.2 故障分析及处理204.3 整机性能指标测量（附数据、波形等）21第五部分课程设计总结 （心得体会） 22第六部分 参考文献 23第一部分1.1 设计题目及要求设计题目：交通灯 任务及要求：为了确保十字路口的车辆顺利的通过，往往采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮表示该条通道禁止通
4、行；黄灯（Y）亮表示停车；緑灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制器的系统框图如图3.13所示。 南北向绿灯亮,东西向红灯亮-占5t 南北向黄灯亮,东西向红灯亮-占5t 南北向红灯亮,东西向绿灯亮-占5t 南北向红灯亮,东西向黄灯亮-占5t t为单位时间十字路口交通信号灯控制器设计,要求如下:（1）它们的工作方式满足如图1.1顺序工作流程.图中设南北方向上的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红黄绿灯分别为EWR、EWY、EWG。（2）两个方向的工作时序：东西向亮红灯的时间应等于南北向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯的时间应等于亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图如图1.1所示。
5、时序图1.1假设每个单位时间为5s，则南北、东西向绿、黄、红灯亮时间分别25,5,30s，一次循环为60s。其中，红灯亮的时间为绿的灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。（3）十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观的把握时间。当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减一的计数方式工作，直至减到为“0”。十字路口红绿灯交换，一次工作循环结束，在进入下一步某方向的工作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成緑灯时，置南北向数字显示为“30”，并使数显计数器开始减“1”计数，当减到緑灯灭而黄灯亮（闪耀）时数显值应为5，当减到“0”时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西向的绿灯
6、亮，并置东西向的数显为“30”。（4）可手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。 改进或扩展1） 设某一方向（如南北）为十字路口主干道，另一方向（如东西）为次干道;主干道由于车辆、行人多，而次干道的车辆、行人少，所以主干道绿灯亮的时间，可选定为次干道緑灯亮的时间的1.5倍或2倍。2） 用LED发光二级管模拟汽车行驶电路。当某一方向緑灯亮时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停止，而过了十字路口的移位发光二极管继续向前移动；红灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED发光二极管就开始移位（表示这一方向的车辆行驶）。1.2 备选方案
7、设计与比较1.2.1 方案一 。 1.2.2 方案二1.2.5 各方案分析比较 第一方案：此方案的倒计时电路用的是74LS168，这个芯片不常用，此电路的计时部分是只记绿灯时间，东西计时南北停，南北计时东西停，不符合常规。 第二方案：此方案用的芯片都是学过的，倒计时电路符合常规。 通过比较，我选择第二个方案第二部分 设计方案2.1 总体设计方案说明根据设计任务和要求，参考交通灯控制器的逻辑电路主要框图如图2.1所示，设计方案从以下几部分进行考虑。 秒脉冲和五分频器因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5：1：6 ，所以，若选5s为一单位时间，则计数器每计5s输出一个脉冲。 交通灯控制
8、器由波形图1.1所示可知，计数器每次工作循环周期为12个单位，可以选用12进制计数器。计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。这里选用中规模74LS190同步可逆十进制计数器。根据状态表，可列出东西方向和南北方向绿、黄、红灯的逻辑表达式如下： 东西向 南北向绿：EWG=Q4Q5 绿：NSG=Q4Q5 黄：EWY=Q4Q5（EWY=）黄：（）红：红：由于黄灯要求闪耀几次，所以用时标和或黄灯信号相“与”即可。 显示控制部分显示控制部分是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减一，直到计数器为“0”而停止。译码显示可用CD45
9、11 BCD七段显示器译码器，显示器用LED显示器，计数器可预置加、减法计数器。 手动/自动控制 夜间控制用选择开关进行。置开关在手动位置，输入单次脉冲可使交通灯处在某一位置，开关在自动位置时，则交通信号灯按自动循环工作方式运行。夜间时，将夜间开关接通，黄灯闪亮。 汽车模拟运行控制用移位寄存器组成汽车模拟控制系统,当某一方向緑灯亮时,则緑灯亮“G”信号，使该路方向的移位通路打开，而当黄、红灯亮时，则使该方向的移位停止，为南北方向汽车模拟控制电路。2.2 模块结构与方框图东西方向EW方向南北方向NS 系统控制电路手动控制分频时标图2.1交通灯控制器框图第三部分 电路设计与器件选择3.1 功能模块一（时钟模块）3.1.1 模块电路及参数计算单脉冲输出 图3.1单脉冲产生电路输出振荡信号的时间参数为: T=tw1+tw2 ， tw10.7（R1+R2） tw20.7R2C f=1/T1.43/(R1+2R2)C代入R1=R2=4.7K C=100uF 得 f=1Hz3.1.2 工作原理和功能说明 用555定时器构成多谐振荡器产生单脉冲信号,多谐振荡器是一种无稳态电路,接通电源以后,无须外加触发信号,利用电源通过R1、R2向电容C充电，即C通过R2向放
