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1、山东理工大学电气与电子工程学院课程设计指导书（交通灯控制器设计）课程名称：数字电子技术课程设计专业:系（教研室）：电工电子教研室年 月 日一、目的、任务1. 巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知 识的能力。2. 培养学生根据课题需要选学参考书籍 ,查阅手册、图表和文献资料的自学能力 通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。3. 通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用 电路的分析方法和工程设计方法。4. 了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要 求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地
2、反映设计与实验的成果，正确地绘制电 路图等。5. 培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建 立正确的生产观点、经济观点和全局观点。二、设计内容1设计题目：交通灯控制器设计 2设计指标：设计一个十字路口交通灯定时控制系统：1. 支干交替通行，主干道每次放行 30秒，支干道每次放行 20秒。2. 灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。3. 每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒（此时另一干道上的红灯不变） 。4. 字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求主、 支干通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。5. 黄灯亮时，红灯按1HZ的频率闪烁.
3、6. 要求主、支干通道通行时间及黄灯亮的时间均可在 0-99S 内任意设定。三、主要关键技术的分析该交通灯控制系统的参考组成框图如下图所示。状态控制器主要用于记录十字路 口交通灯的工作状态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器对秒脉冲减计数， 达到控制每一种工作状态的持续时间。减法计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值。减法计数器的状态由BCD译码器译码、数码管显示。在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪其工作流程图为:30秒末到5秒末到20秒末到
4、5秒末到四、设计（研究）步骤画正式的总体电路图五、时间安排（1）星期一上午首先由教师讲解课程设计的基本步骤、数字电子电路的设计方法、主 要元器件的类型及选择方法、注意事项等等，然后布置设计任务，下达设计任务书。（2）星期一下午 学生查阅资料，确定交通灯控制器的总体方案。（3）星期二单元电路的设计。（4）星期三对电路进行计算机分析和设计（5）星期四写总结报告即设计说明书和绘电路图（6）星期五进行设计总结，采用主动申请答辩、点名答辩和教师讲评等手段进行设计 总结。六、解决思路和方案比较首先确定数字钟的总体方案，进行单元电路的设计，各单元电路的解决思路和方案 比较：1状态控制器信号灯四种不同的状态分
5、别用（主绿灯亮，支红灯亮）、S1 （主黄灯亮，支红灯闪 烁）、S2 （主红灯亮，支绿灯亮）、S3 （主红灯闪烁，支黄灯亮）表示，其状态编码及 状态转换图所示。2.状态译码器主、支干道红上黄、绿、黄信号(我们用蓝灯表示)灯的状态主要取决状态控制 器的输出状态。他们之间的关系见真值表如下。对于信号灯的状态，“T表示灯亮，“0” 表示灯火。现选择半导体发光二极管模拟交通灯，由于门电路的带灌电流的能力一般比带拉 电流的能力强，要求门电路输出低电平时，点亮相应的发光二极管。根据设计任务要求，当黄灯亮时，红灯应按 1HZ的频率闪烁。黄灯亮时，Q1必为 高电平；而红灯点亮信号与 Q1无关。现利用Q1信号去控
6、制一三态门电路(或模拟开 关)，当Q1为高电平时，将秒信号脉冲引到驱动红灯的与非门的输入端，是红灯在黄 灯亮期间闪烁；反之将其隔离，红灯信号不受黄灯信号的影响。3. 定时系统根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动装入不同定时时间的定时器，已 完成30秒、20秒、5秒的定时任务。4. 秒信号产生器产生秒信号的电路由多种形式，建议利用 555定时器组成秒信号发生器(图参考教 材)。因为该电路输出脉冲的周期为：T0.7 (R+2R) *C，若T=1s,令C=10卩F,Ri=39K Q ,则R=51KQ。取一固定电阻47 K Q与一 5KQ的电位器相串联代替电阻 。在调试 电路时调节电位器Rp,使输出脉冲周期为1S。七、成绩评定1. 理论设计与总结报告内容(1) 方案论证；(2) 电路工作原理分析；(3) 单元电路设计计算；(4) 元器件的选择；(5) 总电路工作原理分析；(6) 画出总电路图，写出设计工作总结，写出设计说明书。其中：设计说明书占总分30%电路总图占总分20%2. 答辩成绩占总分 20%。3. EWB 软件仿真成绩占总分 10%。4. 平时成绩占总分 10%。5. 整机电路运行正常。
