交通灯数电课设.docx

1、交通灯数电课设沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）交通灯控制器的设计班级 / 学号 学 生 姓 名 指 导 教 师 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 电子线路课程设计 院（系） 电子信息工程学院 专业 电子信息工程 班级 学号 姓名 课程设计题目 交通灯控制器的设计 课程设计时间: 2010 年 12 月 20 日 至 2011 年 1 月 2 日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。二、技术指标主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1 s。依次循环。当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯(8s)，

2、当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4s)。用MG，MY，MR，CG，CY，CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。三、设计要求1、在选择器件时，应考虑成本。2、根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。3、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。四、实验要求1、根据技术指标制定实验方案，验证所设计的电路。2、进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1、童诗白，华成英主编模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社，2006年2、阎石主编数字电子技术基础M北京：高等教育出版社，2008年3、戴伏生主编基础电子电路设计与实践M北京：国防工业出版社，200

3、2年4、谭博学主编集成电路原理与应用M北京：电子工业出版社，2003年5、陈光明等主编电子技术课程设计与综合实训M北京：北京航空航天大学出版社，2007年6、谢自美主编电子线路设计实验测试M武汉：华中科技大学出版社，2006年7、华满清主编电子技术实验与课程设计M北京：机械工业出版社，2005年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师 年 月 日负责教师 年 月 日学生签字 年 月 日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：指导教师签字： 日期：成 绩一、概述 随着社会经济的发展，城市交通越来越引起人们的关注。人、车、路三者的关系成为了交通管理部门需要解决的重要问题之一。交通灯控制器是现代城市交通检

4、测指挥系统中最重要的组成部分。为此这次课设我的任务就是设计交通灯控制器。其内容主要是：设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。我的设计思路是：首先用555定时器构成一个多谐振荡器，即信号产生器，为计数器提供信号，其次用74LS161（16进制计数器）构成12进制计数器，再次利用74LS138进行译码，最后采用与门的逻辑关系将发光二极管接入电路。二、方案论证设计一个主要街道和次要街道十字路口的交通灯控制器。主要街道绿灯亮6s，黄灯亮2s；次要街道绿灯亮3s，黄灯亮1s。依次循环。当主要街道亮绿灯和黄灯时，次要街道亮红灯8s，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯4s，用MG,MY,M

5、R,CG,CY,CR分别表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯，红灯。方案一： 方案一原理框图如图1所示图1 方案一的原理框图 方案一采用的是555多谐振荡器产生脉冲，74LS160计数器的同步计数功能，最后用多个与门及非门调试红、黄、绿信号灯译码控制电路。方案二： 方案二原理框图如图2所示 图2 方案二原理框图 方案二首先用555定时器构成一个多谐振荡器，即信号产生器，为计数器提供信号，其次用74LS161（16进制计数器）构成12进制计数器，再次利用74LS138进行译码，最后接入发光二极管。本设计采用的是方案二，方案一控制电路中用了大量的与门和非门，使电路看起来复杂，而方案

6、二则避免了这些问题，而且引入了74LS138芯片，性价比较高。3、电路设计1.直流稳压电源电路图3 直流稳压电源2.555定时器构成的多谐振荡器 简单计算采用555定时器构成的多谐振荡器时，C2为0.01uF,若C1取10uF,依据公式周期T=(R1+2R2)CLn2可计算出R1+2R2=149k欧姆时可得到周期为1s的振荡信号。其电路图如图4所示图4 555定时器构成的多谐振荡器3.74LS161计数器构成12进制计数器 由74LS161的功能可知，为使电路工作在正常状态，7,9,10管脚应接高电平，由于需要12进制的计数器，所以应采用异步清零的方式将16进制的161计数器转换成12进制的计

7、数器。其电路图如图5所示 图5 74LS161计数器 4.74LS138译码器 将两片3线-8线译码器74LS138组成4线-16线译码器，将输入的4位二进制代码QaQbQcQd译成16个独立的低电平信号。针对本题只需用到输出的12个低电平信号。其电路图如图6所示图6 74LS138译码器5.用与门构成控制电路因为74LS138低电平有效采用与门的连接方式，其电路图如图7所示图7 逻辑门电路4性能的测试1.直流稳压电源的测试 经过测量直流稳压电源电压为5V,如图8所示图8 直流稳压电源2.555多谐振荡器的测试 用示波器测量555多谐振荡器的管脚3处和管脚2处的输出波形，其电路图，波形图分别如

8、图9，10所示图9 555多谐振荡器图10 输出波形3.74LS161计数器 使74LS161的7,9,10管脚接高电平，由于需要12进制的计数器，所以应采用异步清零的方式将16进制的161计数器转换成12进制的计数器。将示波器的引脚分别接入74LS161的输出端QaQbQcQd,其电路图波形图分别如图11，12所示图11 74LS161计数器图12 输出波形3.控制电路测试观察设计后的MR灯亮4s时，CG灯，CY灯亮分别亮3s，1s。当CR灯亮8s时，MG灯，MY灯分别亮6s，4s，具体的电路如13图所示图13 控制电路五、结论 通过为期两周的课程设计，我应用所学的数电、模电知识顺利的完成了

9、交通灯控制器的设计。期间查阅了很多书籍，并利用它们设计了符合要求的信号产生器，计数器，控制电路等。巩固了课堂知识，而且有效的和实际结合到了一起，扩展了所学的知识。在设计过程中我遇到了一些问题，如元件运用条件不熟，接口不对应等问题，感觉到书本知识与实际问题相结合的难处，但也激发了我这方面的兴趣，提高了理论结合实际的意识。六、性价比 用数字电路实现系统控制，它基本上可以分为四个部分：555多谐振荡电路、74LS161计数器电路、74LS138译码电路、逻辑门电路。用一片555定时器构成多谐振荡器，在加上一些外部电路组成；74LS161计数器电路结合与非门构成12进制的计数器。74LS138译码电路

10、将4位输出译成16线的译码器。由于74LS138译码器低电平有效，所以逻辑门电路采用与门的逻辑关系。实验所用器件少，知识点明了，性价比较高。七、课设体会及合理化建议由于课本上的知识太多，平时课上学习并不能很好的理解和运用到各个元件的功能。所以在这次课程设计中，我了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的作用有了进一步认识。有一点事在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心理总是想这样的接法行得通，但实际却并非如此，但却找不出问题所在，只有查阅相关资料才有所进展，这对我的理论和实践性结合的能力有很大的好处。总体感觉就是，通过这次课程设计，加强了我动手，思考和解决问题的能力。希望今后的日子里能够多多进行这样的能力培训，锻炼自己的动手能力。参考文献1童诗白，华成英主编模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社， 2006年2阎石主编数字电子技术基础M北京：高等教育出版社，2008年3戴伏生主编基础电子电路设计与实践M北京：国防工业出版社，2002年4谭博学主编集成电路原理与应用M北京：电子工业出版社，2003年5陈光明等主编电子技术课程设计与综合实训M北京：北京航空航天大学出版社，2007年6谢自美主编电子线路设计实验测试M武汉：华中科技大学出版社，2006年7华满清主编电子技术实验与课程设计M北京：机械工业出版社，2005年