二、设计要求:
设计一个十字路口控制交通秩序的交通灯,满足以下条件:
显示顺序为其中一组方向是绿、黄、红;另一方向是红、绿、黄。
设置一组数码管以计时的方式显示语序通行或禁止通行时间,其中支通道绿灯的时间是20s,另一个方向上主通道的绿灯亮的时间是30s,黄灯亮的时间都是5s.
三、设计思路概述:
1.任务分析:
交通灯控制器主要实现两部分功能:
主道、支道双向通路的红、绿、黄灯控制;
主通路的计时显示。
3.具体功能分析:
此电路为十字路**通灯控制电路,要求主干道和支干道不能同时出现绿(黄)灯,发生“撞车”现象。即当某一方向为绿灯或黄灯时,另一方向必为红灯,主通路有计时显示。
设计时序如下:
东西向。南北向。
4.电路框图设计:
说明:脉冲输出部分为555时基芯片构成的多次谐波振荡器,由其产生周期为1s的时钟脉冲信号。计时控制部分主要由两片74160(十六进制同步加法计数器)、产生30s、20s和5s的倒计时信号。
彩灯控制部分将计时控制部分输出的信号通过逻辑门电路及74160产生控制信号,控制彩灯按照响应时序显示,并将74160的输出信号反馈回计时控制部分实现三种倒计时之间的切换。数字显示部分主要由74ls48(7段显示译码器ls04(反相器)构成,通过接入计时控制部分的信号实现计时显示。
四、单元电路设计:
1.脉冲输出部分:
试验箱自带。
2.计时控制部分:
3.彩灯控制\显示部分:
5.数字显示部分:
6.元器件列表:
74160 3片。
74ls10 1片。
74ls00 1片。
74ls02 1片。
74ls04 1片。
74ls11 1片。
74ls08 1片。
4-——7线显示器 2个。
红、黄、绿发光二极管 6个。
六、电路组装完成后,实际测量的各个单元电路的输入、输出信号波形:
电路组装调试完成后,测得各单元电路输入输出如下:
2.计时控制部分:
输入、输出高电平时大于4v,低电平小于0.3v,符合要求,且无逻辑错误。
3.彩灯控制\显示部分:
输入、输出高电平时大于4v,低电平小于0.3v,符合要求,且无逻辑错误。
4.数字显示部分:
输入、输出高电平时大于4v,低电平小于0.3v,符合要求,且无逻辑错误。
九、心得体会。
在本次课程设计中,我主要认识到如下几个问题:
1.对于一些芯片不了解,基础不是很牢固,在基础知识的查阅花了不少功夫,由于电路图比较复杂,常常是因为各部分之间连接出错,很难找出错误。
2.数字电路与逻辑设计的课程学习过程中,过多的偏重于电路逻辑功能的设计,考虑其实际实现则较少,比如芯片的稳定性、带载能力,工作环境等问题在设计中都没有考虑。
3.在插线部分费了很长时间。由于涉及显示灯反馈,所以不能单独成块接线,造成连线没那么有次序。
还好第一次就接成功了,在整个课程设计过程中我感觉在插线实践中学到了很多。非常感谢老师和同学们的帮助。
4.排除故障的能力和设计电路的能力同样重要。在此次课程设计中,很多同学在设计和连接电路上花费的时间并不多,但却把大量的时间耗费在检查故障上,经常还会因为查不出故障或无法解决故障重新连接电路。
我觉得在日常生活和实际生产中,需要解除故障的地方远比设计电路要多,从一次实验中发现故障,逐步摸索排除故障的方法和技巧是极为重要的。
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