摘要 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 正文 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.十字路口交通管理控制器的设计 ----------------------------------------------------------------------------- 3
1.2设计要求： ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.3应满足的工作时序---------------------------------------------------------------------------------------- 4
2. 设计方案 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4
2.1 设计思路---------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2.2信号灯变化情况: ----------------------------------------------------------------------------------------- 5
2.3 器件清单---------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
3.脉冲信号的设计---------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
3.1 555 VIRTUAL time--------------------------------------------------------------------------------------- 6
3.2 555定时器芯片工作原理,功能及应用 ------------------------------------------------------------ 7
3.3 555定时器 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
3.4 555 芯片的充放电实现的秒信号脉冲 ------------------------------------------------------------- 8
4. 74LS00芯片的介绍和运用 ------------------------------------------------------------------------------------ 8
4.1 HD74LS00P的介绍： ------------------------------------------------------------------------------------ 8
4.2 HD74LS00P的运用： ------------------------------------------------------------------------------------ 9
5. HD74LS20P的介绍---------------------------------------------------------------------------------------------- 10
5.1 HD74LS20P的运用： ---------------------------------------------------------------------------------- 10
6. 74LS90芯片的介绍和运用 ---------------------------------------------------------------------------------- 11
6.1 HD74LS90P的介绍： ---------------------------------------------------------------------------------- 11
6.2 HD74LS90P的运用： ---------------------------------------------------------------------------------- 11
7. 74LS48芯片和数码管的使用 ------------------------------------------------------------------------------- 12
8. 发光二极管的介绍 --------------------------------------------------------------------------------------------- 12
8.1 基本介绍-------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
8.2二极管作用简介 ----------------------------------------------------------------------------------------- 13
9. 交通信号灯使用说明------------------------------------------------------------------------------------------ 14
9.1 实物展示-------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2 注意事项-------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.3 基本功能-------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
9.4系统常见故障分析-------------------------------------------------------------------------------------- 15
10. 心得体会 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成，分为机动信号灯、非机动车信号灯、人行道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警示信号灯、道路与铁路平面交叉信号灯。道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种工具，适用于十字、丁字等交叉路口，有道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人有序的通行。设计出符合人们普遍要求及放心的产品具有重要意义。
本文通过555电路秒脉冲信号，计时器开始计时，根据定时时间进行主道路与支路的切换，交通灯在红、绿、黄灯交替点亮中，用两个数码管显示电量的灯还能持续时间，使LED 显示器进行计时工作并与状态保持同步，刻在保证交通安全的前提下最大限度的提高交通效率。
根据逻辑电路的设计，分别对74LS00芯片、74LS20芯片、555芯片、74LS90芯片以及7448芯片进行说明，通过对这些器件的性能、引脚、真值表等介绍，更加了解每一个器件在逻辑电路中的作用。
关键词交通信号灯、红灯、黄灯、绿灯、数码管、计时器、74LS00芯片、74LS20芯片、555芯片、74LS90芯片以及74LS48芯片
1.十字路口交通管理控制器的设计
1.1任务说明：在主、支道路的十字路口分别设置三色灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯允许通行，黄灯要求压线车辆迅速穿越。根据车流状况不同，可调整色灯点亮或关闭时间。
绿 黄 红 绿 黄 红
图1 交通管理控制图
1.2设计要求：
基本要求:
① 可以用LED 模拟交通灯；
② 绿、黄、红灯亮的时间为30秒、5秒、25秒；
③ 指示采用顺计时制，用两位数码管显示。
时序关系应该符合如下要求：
主干道绿灯
30秒
主干道黄灯 5秒
主干道红灯 25秒
支路绿灯 20秒
支路黄灯
5秒
组合逻辑电路 组合电路 计数器 主道计数 秒脉冲电路 译码显示 次道电路 组合电路 译码显示 时钟电路
支路红灯 35秒
说明：
a、主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒。b每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒，此时原红灯不变。
c、用十进制数字显示放行及等待时间。
1.3应满足的工作时序
（1）设开始时主干道通行，支干道不通行，这种情况下主绿灯和支红灯亮，持续时间为30秒；
（2）30秒后主干道停车，支干道人不通行，这种情况下主黄灯和支红灯，持续时间为5秒；
（3）5秒后，主干道不同行，支干道通行，着这种情况下主红灯和支绿灯亮，持续时间为20秒；
（4）20秒后主干道人不同行，支干道停车，这种情况下主黄灯和支黄灯，持续时间为5秒，。5秒后又回到第一种情况，如此循环反复。因此，要求主控制器也有四种状态，设这四种状态依次为S0,S1,S2,S3。
2. 设计方案
2.1 设计思路
十字路口的红绿灯只会着行人和各种车辆的安全通行。有一个主干道和一个支干道的十字路口，如图所示，每边都设置了红、绿、黄色信号灯。红灯亮表示禁止通行，绿灯亮表示可以通行，在绿灯变红灯是先要求黄灯亮五秒钟，以便让停车线以外的车辆停止运行。引文主干道上的车辆多，所以主干道放行的时间要比支干道放行的时间长。
(1)系统中要求有30秒，20秒和5秒的三种定时信号，设计三种相应的计时显
示器电路。计时顺序用顺时计时。定时的起始信号由主控电路给出，定时时间结束的信号也输入主控电路，并通过主控电路去开启和关闭交通灯或启动另一种计时电路。
(2)系统要求定时显示电路的输入信号为秒脉冲信号，设计一个可以实现秒脉冲
输出的实际电路。
(3)主控电路是整个电路的核心，它的输入信号来自30秒，20秒，5秒三个定
时信号。主控电路可以控制各种交通灯的开启和关闭，并反馈信号给计时电路，触发与亮着的信号灯相应的定时电路，使其顺时显示相应时间。
图3.时序逻辑变化
根据设计思路可以设计电路：
（1）选用发光二极管，电阻，74LS00,74LS48，数码管，74LS90,74LS20,和电容，555元件来构造电路。
（2）发光二极管充当红绿灯，有三个74LS00控制，发光二极管与74LS00中间接电阻，防止发光二极管烧坏；
（3）74LS00下接两个数码管，两个数码管分别由一个74LS48控制，数码管与74LS48中间接有电阻，防止数码管被烧坏。
（4）两个74LS48分别下接74LS90，再通过一个74LS90来总的控制前两个74LS90。
（5）74LS90分别下接74LS00,74LS20,74LS20，来辅助进制的转换。
2.2信号灯变化情况:
图4.信号灯变化图
S0 S2
S1
S3 主干道绿灯亮，支干道红灯亮，技术器由零开始 S1 递加到30 主干道黄灯亮，支干道红灯亮，计数器由零开始递加到 S2 5 主干道红灯亮，支干道黄灯亮，计数器由零开始 S4 递加到5
主干道红灯亮，支干道绿灯亮，计数器由零开始 S3 递加到20
2.3 器件清单
在实验中需要一些器件，具体使用的器件如下表2-1所示。
表1 器件清单
名称型号个数二端与非门74LS00 4
显示译码器74LS48 2
二-五-十进制计数器74LS90 3
四端与非门74LS20 2
多谐振荡器555 1
显示数码管LSD5114 2
22
电阻1K欧姆、51欧姆10K欧
姆
发光二极管红、黄、绿 6
电容10uF、0.01uF 2
3.脉冲信号的设计
3.1 555 VIRTUAL time
【用途】调节电流输入大小，实现输出频率的调节
【性能及参数】计时精确度高、温度稳定度佳；电源电压5V 【真值表】如表1所示
表2 555芯片的功能表
【引脚图】如图所示：
图5 555芯片的引脚图
3.2 555定时器芯片工作原理,功能及应用
555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
3.3 555定时器
555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器的电路。它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。
图6 555定时器原理图
分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空，则比较器C1的参考电压为，加在同相端；C2的参考电压为，加在反相端。
是复位输入端。当=0时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。正常工作时，=1。
u11和u12分别为6端和2端的输入电压。当u11>，u12> 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，即=0，=1，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。
当u11<，u12< 时，C1输出为高电平，C2输出为低电平，=1，=0，基本RS
触发器被置1，晶体管T截止，输出端u0为高电平。
当u11<，u12> 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。
综上所述，可得555定时器功能。
图7 555芯片的仿真图
3.4 555 芯片的充放电实现的秒信号脉冲
555芯片的充电是从VCC进入，进过2个电阻R1，R2。进入了电容，对电容进行充电，在通过脚7 V0接地对电容进行放电，这样通过电容的充放电，来实现秒信号的实现。
555定时器引脚排列及功能表它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~ 16VCMOS型时基电路VCC的范围为3~ 18V。一般用5V。3脚：输出端Vo4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路2脚：低触发端6脚：TH高触发端输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
4. 74LS00芯片的介绍和运用
4.1 HD74LS00P的介绍：
【用途】与非门电路
【性能参数】双列14脚封装，四2输入与非门、电源电压4.75-5.25V
【真值表】
表3 74LS00芯片的真值表
【引脚图】
图8 74LS00的引脚图
4.2 HD74LS00P的运用：
图9 74LS00的仿真图
74LS00芯片是与非门逻辑电路的芯片，我们运用了74LS00对交通信号灯的亮灭进行了控制，通过4个2输入的与非门，对于下方接受进收来的信号进行与非，从而对交通信号灯进行控制。把Y信号同时接进脚A和B，由Y输出，可以得到Y非，可以用74LS00达到非门的效果。
5. HD74LS20P的介绍
【用途】与非门电路
【性能参数】双4输入与非门、电源电压5V
【引脚图】
图10 74LS20的引脚图
【真值表】
表4 74LS20的真值表
5.1 HD74LS20P的运用：
74LS20是2个四输入与非门的芯片，对74LS90芯片提供的信号，实行四输入的与非，从而达到控制，输入输出的切换和保持，是信号输出的中转站。
6. 74LS90芯片的介绍和运用
6.1 HD74LS90P的介绍：
【用途】十进制计数器
【性能参数】低功耗2-5-10进制计数器、电源电压5V
【引脚图】
图11 74LS90的引脚图
【真值表】
表5 74LS90的真值表
6.2 HD74LS90P的运用：
图12 74LS90的仿真图
74LS90是这个交通信号灯电路最核心的芯片之一，74LS90是10进制的计数器，由2个JK出发器所构成，74LS90芯片在交通信号灯中，进行信号的转变和输出，通过剩余的芯片对信号灯进行控制。交通信号灯一共使用了3个74LS90
芯片，第一个芯片，是对上面74LS00进行信号的提供和进行3进制计数器，实现信号的转换。后面2个74LS90芯片是对数码管进行控制，对秒信号进行接受和输出，对秒信号进行输出。
7. 74LS48芯片和数码管的使用
图13 74LS48和数码管的引脚图
8.发光二极管的介绍
8.1 基本介绍
【发光二极管】
50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，发光二极管它的基本结构是一块电发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
图14 发光二极管的实物图
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
8.2二极管作用简介
塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而圆形发光二极管的外径从￠2~￠20mm，分为多种规格。
按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。
另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等通过此环节进一步熟悉电路和芯片，并且可
以测试电路和检测芯片、数码管、发光二极管灯相关器件的性能。
9. 交通信号灯使用说明
9.1 实物展示
9.2 注意事项
1．本产品使用直流电源为5V电压，切记不要使用其它量程来驱动。2．不要在高温、高湿、易燃、易爆和强电磁场环境中存放或使用本器件。
3．请勿随意改变器件内部以及外部接线，以免损坏器件。
9.3 基本功能
1．红灯表示禁止通行，绿灯表示允许通行，黄灯亮表示未通过的车辆禁止通行；2．主干道、支干道交替通行，每次通行时间为30秒；
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）；
4．十字路口有数字显示，以方便人们直观把握时间。时间显示以秒为单位作减记数；
5. 黄灯亮时，另一干道红灯按 1Hz 的频率闪烁。
9.4系统常见故障分析
了解一些常见的故障对于正确快速地调试系统是很有必要的。对这些故障的处理是对一个系统设计者的综合考验，它不但要求对硬件电路容易出现的故障有很好的了解，而且对整个系统的设计更要有一个深刻的认识。下面按错误类型来简单分析一下系统常见的一些故障，这节其实也是对前面的一些分析的总结。1）工艺错误
焊接中出现的错误有虚焊、漏焊、错焊等等，同时焊接技术对系统是否能够调试成功有较大的影响，如在高速系统中，焊点有毛刺从而带来系统分布电容过大，将会对系统的性能有较大的影响。
2）不加电
在设计系统时设计了一个电源信号指示灯，若电源信号指示灯不亮，那么说明系统的电源工作有问题。
3）元器件错误
这类错中主要包括器件错焊、错插以及元器件已损坏等现象。在调试一个模块的时候，我们要时刻注意元器件的情况，以避免元器件损坏。当我们发现模块中的某一个模块的某个元器件过热的时候，我们就应对这个元器件进行测试，是否损坏。
4）设计的错误
这类错误主要在设计的阶段发现，在系统设计时，应该对设计方案精益求精，对设计原理进行反复推敲，以发现系统的设计错误。当然这类错误也可能在调试过程中才发现，若发现实际值跟理论值出现较大出入而又找不到其他的原因，这个时候就应该对系统原理再进行分析。
5）输出的电平不稳定
这种错误也是常见的，有些对读取的数据电平有一定的要求，当不符合时就不能读取，而且不易给发现，用电表很难判断，这时往往需要加些门电路上去。
10. 心得体会
本次课程设计的题目是交通信号灯的设计，主要应用555秒脉冲信号芯片对
信号灯、数码管进行控制。通过查找资料，结合本书所学的知识，完成了课程设计的内容。把书中所学的理论知识与具体的实践相结合，加强了我们队课本中所学知识的理解，并加强了我们的动手能力。
在课程设计之前，我们通过各个渠道查找资料后分析验证，经过多次的修改和整理，做了如上的设计思路。虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成的，但由于操作中，出现了比较大的问题，导致以上的准备资料，在实际操作中都未能派上用场。在这次课程设计过程中，我懂得了很多，课程设计不光是让我们的去“设计”，更多的是培养我们的能力！
其次对这个课题的理解问题。因为高频的知识、时序逻辑的知识本来就不容易懂，所以要查阅大量的资料。
在课程设计中，我们通过动手实践操作，进一步学习和掌握了有关时序逻辑电路等有关的知识，加强了对各种74系列芯片的认识。同时，设计时我们根据要求，也复习了相关的知识。
这次交通信号灯的设计，提高我们的动手实践能力，提高了科学的思维能力。也更加喜爱《数字电子技术基础》这么课了。从中也感受到，有些事情是要很细心的去做，若粗心大意那么什么事情都做不成。
最后感谢我们可爱的杨老师，除了认真的授课外，时常以一些特殊语言与我们交流，有时全班都哄堂大笑。
参考文献
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【3】 Michael.D Ciletti.Verilog HDL高级数字设计.张雅绮,译.北京:电子工业出版社,2005
【4】路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化.北京:清华出版社,2004 【5】阎石.数字电子技术基础.第5版.北京:高等教育出版社,2006年5月
数字逻辑电路设计 课程设计报告 系（部）：三系 专业：通信工程 班级： 2011级<1>班 姓名：陈 学号： 201103061 成绩： 指导老师：李海霞 开课时间： 2012-2013 学年二学期
一、设计题目 交通信号灯控制器 二、主要内容 1、分析设计题目的具体要求 2、完成课题所要求的各个子功能的实现 3、用multisim软件完成题目的整体设计 三、具体要求 （一）、交通灯信号控制器仿真设计 设计要求 （1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为35s。时间可 设置修改。 （2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 （4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 （5）假定+5V电源给定。 四、进度安排 第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。 第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。 第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。 第六天：完成整体设计并仿真验证。 第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。 第八天：完成实践报告的撰写
五、成绩评定 课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成： 1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％； 2、设计报告，占总成绩30％； 3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％； 4、考勤情况，占总成绩10％； 无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。
《数字设计》课程实验报告 实验名称：交通灯控制逻辑电路的设计与仿真实现 学员：学号： 培养类型：年级： 专业：所属学院： 指导教员：职称： 实验室：实验日期：
交通灯控制逻辑电路的设计与仿真实现 一、实验目的： 1. 熟悉Multisim仿真软件的主要功能和使用。 2. 熟悉各种常用的MSI时序逻辑电路的功能和使用。 3. 运用逻辑设计知识，学会设计简单实用的数字系统。 二、实验任务及要求： 1.设计一个甲干道和乙干道交叉十字路口的交通灯控制逻辑电路。每个干道各一组指示灯（红、绿、黄）。要求：当甲干道绿灯亮16秒时，乙干道的红灯亮；接着甲干道的黄灯亮5秒，乙干道红灯依然亮；紧接着乙干道的绿灯亮16秒，这时甲干道红灯亮；然后乙干道黄灯亮5秒，甲干道红灯依然亮；最后又是甲干道绿灯亮，乙干道变红灯，依照以上顺序循环，甲乙干道的绿红黄交通指示灯分别亮着。 2.要求： （1）分析交通灯状态变换，画出基于格雷码顺序的交通灯控制状态图。 （2）设计时序逻辑电路部分，写出完整的设计过程，画出逻辑电路图。在Multisim仿真平台上，搭建设计好的该单元电路，测试验证，将电路调试正确。 （3）设计组合逻辑电路部分，写出完整的设计过程，画出逻辑电路图。在Multisim仿真平台上，搭建设计好的该单元电路，测试验证，将电路调试正确。 （4）用74LS161计数器构造16秒定时和5秒定时的定时电路，画出连线图。在Multisim仿真平台上，选用74LS161芯片连线，测试验证，将电路调试正确。 （5）在Multisim仿真平台上形成整个系统完整的电路，统调测试结果。三、设计思路与基本原理： 依据功能要求，交通灯控制系统应主要有定时电路、时序逻辑电路及信号灯转换器组合逻辑电路组成，系统的结构框图如图1所示。其中定时电路控制时序逻辑电路状态的该表时间，时序逻辑电路根据定时电路的驱动信号而改变状态，进而通过组合逻辑电路控制交通灯系统正常运行。 在各单元电路的设计顺序上，最先设计基础格雷码顺序的交通灯控制状态图，由此确定时序逻辑电路的设计，并完成该部分电路的调试。接着在设计好时序路逻辑电路的基础上，根据状态输出设计组合逻辑电路，并完成该部分的调试。最后完成定时电路的设计与调试。整合电路，形成整个系统完整的电路，统调测试结果。
. 创新实践环节Ⅰ
目录 第一章前言 (3) 摘要 (3) Abstract (4) 第二章基础技术 (5) 2.1 Proteus基础技术 (5) 2.2 Protel基础技术 (6) 2.3 PCB板制作基础技术 (8) 第三章总体方案设计 (10) 3.1芯片简介 (10) 3.1.1芯片CD4017 (10) 3.1.2芯片NE555 (11) 3.2 方案设计 (13) 第四章硬件设计 (14) 4.1设计要点 (14) 4.2 方案总体电路及其工作原理 (14) 4.2.1总体电路 (15) 4.2.2工作原理 (15) 第五章电路板的调试与测试 (17) 5.1电路板的调试 (17) 5.2电路板的测试 (17) 第六章总结与展望 (18) 第七章谢辞 (19) 第八章参考文献 (20) 附件 (21)
第一章前言 摘要 当今的社会是一个新技术层出不穷的时代，科技迅速发展，在电子领域的发展更是迅速，同时也在影响着我们的生活。随着人民生活水平的提高，流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。例如：在人流拥挤繁忙的交通路段，闪烁着的流水交通灯，提醒着我们要遵纪交通规则，在霓虹闪烁的繁华大街上，闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球，甚至在一些大型商场大厦的自动门上都装有自动流水灯，告诉人们的时间和日期。通常的流水灯是应用单片机设计的，而单片机的设计成本较高，对编程的要求也比较高，由于我们学习了数字电路，所以采用了小型集成电路设计流水灯。 流水灯的设计要求在预定的时间到来时，会产生一个控制信号控制LED灯的流向、间歇等，LED灯流向可以随着电路的改变而改变，并具有自控、手控、流向控制功能等。主要参考数字电路中计数器的原理。NE555振荡器的作用等相关知识在设计的过程中需要了解相关芯片（CD4017、NE555）的具体功能。认真连接设计电路，由于最后流水灯的流向十分的清晰和稳定，所以所得的结果测试十分简洁并且很成功。
第五次试验报告 实验五 译码器 一、实验目的要求 1、熟悉中规模集成电路T4138译码器的工作原理与逻辑功能 2、掌握译码器的应用 二、实验仪器、设备 直流稳压电源、电子电路调试器、万用表、两个T4138、74LS20 三、实验线路、原理框图 1、T4138的逻辑符号 T4138是一个3线—8线译码器，它是一种通用译码器，其逻辑符号如图1所示。 图1 其中，A 2、A 1、A 0是地址输入端，Y 0、Y 1、Y 2、Y 3、Y 4、Y 5、Y 6、Y 7是译码输出端，S 1、 S 2、S 3是使能端，当S 1=1， S 2+S 3=0时，器件使能。 2、T4138的管脚排列 T4138的管脚排列如图2所示： 图2 3、T4138的逻辑功能 T4138的功能表如下表所示： Y Y Y Y Y Y Y 32 （a ）原SJ 符号 （b ）GB 符号
3线—8线译码器实际上是一个负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器。 4、用T4138实现一个逻辑函数 译码器的每一路输出，实际上是地址码的一个最小项的反变量，利用其中一部分输出端输出的与非关系，也就是它们相应最小项的或逻辑表达式，能方便地实现逻辑函数。 本试验要求实现以下逻辑函数： Y=AB C +A B C+A BC+ABC=ABC BC A C B A C AB ???=7356Y Y Y Y 用T4138和74LS20实现以上逻辑函数，实验线路见下图（图3）： 图3 5，用两个3线—8线译码器组成一个4线—16线的译码器 4线—16线的真值表为： “0Y
数字电路课程设计报告书 系部名称：电子工程学院 学生姓名： 专业名称：微电子 班级： 实习时间： 题目：交通灯控制器
一实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件的原理及其应用，锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 2.深入了解交通灯的工作原理。 二实验要求 1）在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一个方向是绿灯，黄灯，红灯，另一方面是红灯，绿灯，黄灯。 2）设置一组数码管，以计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上绿灯亮的时间为20秒，另一个方向上绿灯亮的时间是30秒，黄灯亮的时间都是5秒。 3）当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向常通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关，恢复正常状态。 三使用元件 器件型号数量器件型号数量 161 2 LED 6 08 2 电阻4.7K 1 04 3 电阻150K 1 00 1 电阻100欧姆 1 48 2 电容4.7uF 1 74 1 电容103 1 555 1 数码管 2 面包板 1 斜口钳 1 四总体方案的设计 1．分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图所示。它主要由控制器、定时器和秒
脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器，数码管和二极管的工作。 2．分析系统的状态变化，列出状态转换表： （1）主干道绿灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上的车辆允许通行， 支干道禁止通行。 （2）主干道黄灯亮，支干道红灯亮。表示主干道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，支干道禁止通行。 （3）主干道红灯亮，支干道绿灯亮。表示主干道禁止通行，支干道上的车辆允许通行。 主控部分 秒脉冲发生 器 交通灯 倒计时控制部分 数码管显示 反馈 控制
说了这么多了，相信你也看了很多资料了，手头应该也有必备的工具了吧！（不要忘了上面讲过几个条件的哦）。那个单片机究竟有什么 功能和作用呢？先不要着急！接下来让我们点亮一个LED（搞电子的应该知道LED是什么吧^_^） 我们在单片机最小系统上接个LED,看我们能否点亮它!对了,上面也有好几次提到过单片机最小系统了，所谓单片机最小系统就是在单片机 上接上最少的外围电路元件让单片机工作。一般只须连接晶体、VCC、GND、RST即可，一般情况下，AT89C51的31脚须接高电平。 #include
WuYi University 数电课程设计 题目：两路交通灯设计 院系：电子工程系 专业：电子信息工程 班级：电信（2）班 学号： 20094082041 学生：周磊 指导教师：有机
2011年6月 两路交通灯设计 摘要 本文主要对此次数电开放实验进行总结性报告，罗列了电路的电路原理与流程图、硬件结构设计、焊接与调试。对于出现的问题进行解释说明其一系列后续工作的介绍。 Abstract In this paper, the number of power open to this experiment summary report, a list of the circuit schematic and flow diagram, hardware design, welding and debugging. For the problems to explain a series of follow-up work on its introduction. 1．绪论 交通信号灯与我们的生活紧密相连，设计交通灯不仅具有实用性,还加深了本人对数字电路理论知识的理解。通过这次动手实验，死板的课本知识就融入到动手能力中去了。 《数字电路》是一门发展迅速，实践性很强的电子技术专业基础课程。由于数字电子技术具有很强的灵活性，我们的日常生活已经越来越离不开它了。用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件；70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。 由于数字电路技术的逻辑性很强，用它来设计交通灯的控制系统很容易实现。只要数字集成块在一定围输入，都能得到确定的输出，调试起来也比较容，电路的工作状态会比较稳定。 这次的设计就是通过一些基本的数字芯片组合来实现对十字路口交通等的六个不同信号灯的控制，另外还加以倒计时数码管显示。以做到十字路口信号灯的仿真模型，这个电路的设计看似较为复杂，其实就是一些基本的数字电路组成。只要将整个电路的基本方向确定下来，画出电路流程图，在对各项功能进行设计，一步步突破，最后进行整理总结。
一、用中规模器件设计交通灯控制器 一、任务要求 1）通过数字电路的设计，在面包板上模拟交通红绿灯。要求分主干道和支干道，每条道上安装红（主R,支r）绿（主G，支g）黄（主Y，支y）三种颜色的灯，由四种状态自动循环构成（G、r→Y、r→R、g→R、y）; 2）在交通灯处在不同的状态时，设计一计时器以倒计时方式显示计时，并要求不同状态历时分别为：G、r:30秒；R、g:20秒；Y、r,R、y:5秒。 二、总体方案 三、单元电路设计 1）主控电路 在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来。因2*2=4,所以可以两位二进制数表示所需状态（00—G、r, 01—Y、r, 10—R、g, 11—R、y）,循环状态：（00—10—11—01—00） 数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此可以尝试设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路。在课程设计中本人利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。 主控电路图如下:
红绿灯显示电路接线如下: 4）计时部分电路 a)计时器状态产生模块： 设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。限于实验 室器材本人采用两个74LS161完成计时器状态产生模块设计。 设计思路： 要以十进制输出，而又有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别 产生个位和十位的数字信号。显然，计数器能够完成计时功能，我们可以用74LS161设计， 并把它的时钟cp接秒脉冲。74LS161计数器是采用加法计数，要想倒计时，则在74LS161 输出的信号必须经过非门处理后才能接入数码管的驱动74LS48，而在显示是最好以人们 习惯的数字0---9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效状态时，本人以0000，0001，0010-----1111这些状态中靠后的状态为有效状态。 例如：有效状态1011—1100—1101—1110—1111 取反0100—0011—0010—0001—0000即4------3------2-------1------0实现模5的倒计时。 在将74LS161改装成其他模值时既可以采用同步清零法，也可采用异步置数法，但 0000不可能为有效状态，所以采用异步置数法完成不同模值转化的实现。 首先对控制个位输出的74LS161设计： 按要求对系统的状态不同，即红绿灯的状态不同，个位的进制也就要求不同。本人利 用系统的状态量Q 2、Q 1 控制74LS161的置数端D 3 D 2 D 1 D 。当系统处在G、r或R、g状态时， 个位的进制是十（模10），即逢十进一，当系统处在Y、r或R、y状态时，个位的进制是 五（模5），即逢五进一，模10时，有效状态为0110-----1111，置D 3D 2 D 1 D 为0110，模5
流水灯电路的制作 一、概述： 随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。 多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，制作过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。 二、电路原理图 三、电路工作原理 多功能流水灯原理电路图如上图所示。原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C1组成的多谐振荡器组成。主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器R3进行调节。由于R3的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。 CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。10
个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时10个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。电源电路所采用的电源为。 四、板的设计 五、元器件清单 六、电路的组装与调试 1、电路的组装方法和步骤 （1）筛选元器件。对所有购置的元器件进行检测，注意它们的型号、规格、极性，应该保质量。 （2）按草图在PCB板上组装并焊接。 要求：①元器件布局整齐、美观，同类型元器件高度一致；
交通灯控制电路 摘要 在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的，可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。当然我们每个人都不希望这样。我们作为社会的一员，每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能及的事情。我设计的这个交通控制系统可以通过交通灯控制东西方向车道和南北方向车道两条主次交叉道路上的车辆交替运行,用以减少交通事故的发生概率。并且经过这次实验使得我对电子技术课程内容的理解和掌握有了更深一层的认识，也学会使用半导体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力，也为将来的就业或继续深造做好准备。 一、任务 在城市道路上的交叉路口一般设置有交通灯，用于管理两条道路通行车辆。现有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆安全通行。指挥车辆安全通行。 设计要求 1、基本要求 （1）设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。 主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。支干道 通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。 （2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟。此时另一路口红灯也不变。 （3）黄灯亮时，要求黄灯闪烁，频率为1Hz。 2、发挥部分 要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。 二、设计方案选取与论证 1、所选方案的理由：本设计的交通灯控制电路是综合运用了74LS192芯片、7474芯片和NE555芯片等的集成电路。根据任务要求，用单片机或分立组件来实现是比较容易的，但是由于要求不能使用单片机设计，因此使用数字电路课程里学过的知识，运用它们来设计分析电路。即使用分立组件来实现。 2、方案的可行性、优缺点
流水灯电路的制作与测试 【知识目标】 ●理解时序逻辑电路的基本概念及分类。 ●掌握同步和异步时序逻辑电路的分析方法。 ●理解计数器的逻辑功能及原理。 ●掌握寄存器电路的基本工作原理，理解移位寄存器的逻辑功能。 【技能目标】 ●能用触发器制作与调试各种同步计数器。 ●能用集成计数器制作任意进制的计数器。 ●熟悉集成移位寄存器逻辑功能和各控制端的作用，能构成实用电路。 ●多种方法实现流水灯电路，且进一步完善流水灯功能。 任务一用移位寄存器构成流水灯电路 一、分析任务 在一些数字系统中，有时需要系统按照事先规定的顺序进行一系列的操作。这就要求系统的控制部分能给出一组在时间上有一定先后顺序的脉冲，再用这组脉冲形成所需要的各种控制信号。 二、相关知识 在数字系统中，常常需要将一些数码、运算结果和指令等暂时存放起来，然后在需要的时候再取出来进行处理或运算。这种能够用于存储少量二进制代码或数据的时序逻辑电路，称为寄存器。 寄存器用于暂时存放二进制代码，它是数字系统中重要的部件之一。寄存器的主要组成部分是具有记忆功能的双稳态触发器。一个触发器可以存储一位二进制代码，所以要存放n位二进制代码，就需要n个触发器。 按照功能的不同，可将寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两大类。 1. 数码寄存器 数码寄存器具有寄存数据和清除原有数据的功能。现以集成四位数据寄存器74LSl75来说明数据寄存器的电路结构和功能。74LSl75是用D触发器组成的四
位数据寄存器。它的逻辑图和管脚排列图如图7-11所示。 (a)逻辑图 (b)管脚排列图 图7-11 四位集成数码寄存器74LS175 74LS175的功能表见表7-11，CP 是时钟端，CR 是异步清零端，D 0～D 3是数据输入端，Q 0～Q 3是数据输出端。其功能如下。 表7-11 74LS175的功能表 ①异步清零。只要CR ＝0，就可使输出端清零，而与时钟无关。清零后，将 CR 接高电平，数据才能正常存人。 ②并行输入/输出。在CR ＝1的前提下，(将需要存人的四位二进制数据送到数据输入端D 0～D 3)，在CP 脉冲上升沿的作用下，将D 0～D 3的数据并行存入Q 0～Q 3，同时也可取出存人的数码的反码。 ③记忆保持。当只CR ＝1且CP ＝0时，各触发器保持原状态不变，数据寄存器处于保持状态。 无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP 上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D 0～D 3将立即被送入寄存器中，有 32103210Q Q Q Q D D D D
目录 1引言 (1) 2设计目的和要求 (2) 3设计方案的比较和选定 (3) 4系统方框图 (4) 5 电路工作原理 (5) 6 电路设计 (6) 6.1 555定时器构成的秒脉冲信号发生器 (6) 6.1.1 555定时器的引脚 (6) 6.1.2 555定时器工作原理 (7) 6.1.3 秒脉冲信号发生器 (8) 6.2 定时器电路 (8) 6.2.1 定时器的作用 (8) 6.2.2 定时器的构成 (9) 6.3 控制器电路 (11) 6.4 译码器 (12) 7系统总电路图 (15) 8 总结 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18) 附录 (20)
摘要 随着社会不断的发展，人民的生活水平不断的提高，汽车已经成为人们生活必不可少的一部分,伴随而来的是日趋复杂的交通问题。日趋复杂的交通指挥系统仅靠人力来完成是远远不够的，这就需要设计一个简单有效的交通灯控制系统来完成这些复杂的工作，从而使城市交通系统有序，安全地运行。交通灯控制系统的出现是社会发展下的必然产物，在城市道路系统中占有举足轻重的地位，它直接影响到城市的通车质量。所以，一个简单有效的交通灯控制系统对一个城市的发展具有巨大的意义。本电路也正是基于前人设计的基础上进行改进，全部由数字电路组成，比以前的方案更为精确。 关键词：汽车；交通问题；交通灯控制系统；发展；数电
Abstract With the development of the society, people's living standard continues to improve, the automobile has been an integral part of people's life, together with the increasingly complex traffic problem. It is far from enough to manage the increasingly complex command system just depend on human, it requires a simple but effective traffic lights command system to complete these complex work, which makes the urban transport system work in order and safety. So, a simple but effective traffic lights command system means a lot to the growth of a city . Therefore, many designer have worked out a lot of programs, most are traffic lights. This circuit develop on the predecessors’programs, all made up of digital circuit, which is more accurate than forever. Key words: automobile; traffic problem; traffic lights command system; develop; digital circuit
西安邮电学院 数字电路课程设计报告书 ——交通灯控制器 学院名称：自动化学院 学生姓名：卢小琦（12） 专业名称：自动化 班级：0801 实习时间：2010年6月21日—2010年7月2日
一、设计题目：交通灯控制器 交通灯控制器是可以自动控制交通灯，并以倒计时的方式显示出时间，方便行人和车辆在通行时有条不紊的通行，达到交通井然有序，出行人员安全快捷的到达目的地的效果。本次实验的就是想通过这样的一个实例，来结合数字电路课程的学习共同实现这样的一个应用工具，达到理论和实践相结合的目的。 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。 设置一组数码管以倒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. 选做：当任何一个方向出现特殊情况，按下手动开关，其中一个方向通行，倒计时停止，当特殊情况结束后，按下自动控制开关恢复正常状态。 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： ①东西、南北双向通路的红、绿、黄灯控制； ②东西向主通路的倒计时显示。 另外，在此设计中还实现了紧急情况下的强制中断功能。 2．实现方案：
实现这个交通灯控制器可以采用PLD 、FPGA 、单片机等可编程器件或基本数字逻辑器件实现。在这次实验中采用74系列数字集成芯片和555时基芯片实现相应功能，在本报告的最后附有用Atmel 公司89C52实现同样功能的电路设计图及C51程序。 3．具体功能分析： 此电路为十字路口交通灯控制电路，要求东西向和南北向不能同时出现绿（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。东西向主通路有倒计时显示。 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74LS161（十六进制同步加法计数器）、74LS74（边沿D 触发器）及逻辑门电路构成。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74LS139（双2—4线译码器）产生控制信号，控制彩灯按照响应时序显示，并将74LS139的输出
数字逻辑课程设计 ——流水灯的设计 1问题概述： 设计一个可以循环移动的流水灯，灯总数为8盏，具体要求如下： 1、5亮，其余灭，右移三次后全灭 4、8亮，其余灭，左移三次后全灭 4、5亮，其余灭，各向两边移三次后全灭 1、8亮，其余灭，各向中间移三次后全灭 所要求的彩灯电路在某电路板上完成，该电路板能够提供48MHz标准时钟信号，附带有8个共阳的LED管可作为彩灯使用。 2问题分析 本装置可以看作一个具有20个状态的无输入、8个输出的Moore型时钟同步状态机，每一个状态对应依次出现的每一种亮灯情况，用5位状态编码表示。这里构造一个模20的计数器来循环产生这20种状态。同时对于输入的48MHz的标准时钟信号，需要将其转化为1HZ的信号，此处同样用计数器来实现分频功能。8个输出分别控制LED的发光情况。这里使用5-32的译码器实现输出函数的构造。电路框图如下： 这里使用一个5位的状态编码Q4Q3Q2Q1Q0，表示20个状态。8位的输出函数F7F6F5F4F3F2F1F0分别表示由左至右每一个灯的通断情况。由于本题中LED灯采用共阳极连接方式，所以当Fn为低电平时，对应的LED灯发光。 本电路状态图如下：
本电路的转移/输出表如下： 现针对每一部分设计具体电路 3设计方案 3.11/48MHz分频电路 对于48MHz的信号，一秒钟内有4.8*10^7个周期，而所需1Hz信号，每秒只有一个周期。使输入信号每经过2.4*10^7个周期，输出信号翻转一次方向，便可获得所需的1Hz信号。可以构造一个模4.8*10^7的计数器用于计数，并使计数器输出的最高位在一秒之内恰好变化一次，且占空比为50%，故采用7片74x163进行级联。计数范围为：0110100100011100101000000000-1001011011100011010111111111。这样恰好可以保证最高
一、实验目的与要求 1．了解和正确使用MSI组合逻辑部件； 2．掌握一般组合逻辑电路的特点及分析、设计方法； 3. 学会对所设计的电路进行静态功能测试的方法； 4. 观察组合逻辑电路的竞争冒险现象。 预习要求： （1）复习组合逻辑电路的分析与设计方法； （2）根据任务要求设计电路，并拟定试验方法； （3）熟悉所用芯片的逻辑功能、引脚功能和参数； （4）了解组合逻辑电路中竞争冒险现象的原因及消除方法。 （5）二、实验说明 译码器是组合逻辑电路的一部分。所谓译码就是不代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。译码器分成三类： 1．二进制译码器：把二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应输出信号的电路。如中规模2线—4线译码器74LS139，3线—8线译码器74LS138等。 2.二—十进制译码器：把输入BCC码的十个代码译成十个高、低电平信号。 3．字符显示译码器：把数字、文字和符号的二进制编码翻译成人们习惯的形式并直观地显示出来的电路，如共阴极数码管译码驱动的74LS48（74LS248），共阳极数码管译码驱动的74LS49（74LS249）等。 三、实验设备 1．RXB-1B数字电路实验箱 2．器件 74LS00 四2输入与非门 74LS20 双4输入与非门 74LS138 3线—8线译码器 四、任务与步骤 任务一：测试3线—8线译码器74LS138逻辑功能 将一片3线—8线译码器74LS138插入RXB-1B数字电路实验箱的IC空插座中，按图3-15接线。A0、A1、A2、STA、STB、STC端是输入端，分别接至数字电路实验箱的任意6个电平开关。Y7、Y6、Y5、Y4、Y3、Y2、Y1、Y0输出端，分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意8个发光二极管的插孔8号引脚地接至RXB—IB型数字电路实验箱的电源“ ”，16号引脚+5V接至RXB-1B数字电路实验箱的电源“+5V”。按表3-2中输入值设置电平开关状态，观察发光二极管（简称LED）的状态，并将结果填入表中。 根据实验数据归纳出74LS138芯片的功能。 表3-2 3线－8线译码器74LS138功能表
目录 1 选题背景 (2) 1．1 指导思想 (2) 1．2 方案论证 (2) 1．3 基本设计任务 (3) 1.4 发挥设计任务 (4) 1．5电路特点 (4) 2电路设计 (4) 2.2 工作原理 (4) 3 各部分电路的仿真 (8) 4电路设计实物的焊接与调试 (9) 4.1调试时使用的仪器与仪表 (9) 4.2电路板上实物的焊接与调试 (9) 4.3 电路调试的过程。 (9) 5 小结 (9) 6 设计体会及改进意见 (10) 6.1 体会 (10) 6.2 本方案特点及存在问题 (10) 6.3改进意见 (10) 参考文献 (11) 附录Ⅰ 附录Ⅱ
正文 1 选题背景 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。 1．1指导思想 系统由秒脉冲信号发生器、定时器、控制器、译码显示器、信号灯显示器五大部分组成。其中秒脉冲信号发生器用于给各个组成部分提供脉冲信号，通过定时器向控制器发出三种定时信号，使相应的发光二极管发光。译码显示器在控制器的控制下，改变交通灯信号，分别产生三种倒计时时间显示，控制器根据定时器的信号，进行状态间的转换，使显示器的显示发生相应转变。 1．2 方案论证 在本次任务中我设计了两个方案，方案框图分别为下图1—1和1—2 图1—1 设计方案一原理框图
题目：红绿灯控制器 指导教师：莫琳 设计人员（学号）：谭晨曦（1107200144）班级：电信类111班 日期：2013年5月25日
目录一．设计任务书 二．设计框图及整机概述 三．各单元电路的设计方案及原理说明 四．调试过程及结果分析 五．设计、安装及调试中的体会 六．对本次课程设计的意见及建议 七．附录（包括：整机逻辑电路图和元器件清单）
一、设计任务书 基本设计要求：EWB仿真实现，设计一个红绿灯控制器控制器设计应具有以下功能： （1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。. （2）东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮。 （3）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。 (4 ) 东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。 要求有时间显示的（顺数、逆数皆可）时间自定(按学号：红灯时间（学号）=绿灯时间+黄灯时间（≥5）。 二．设计框图及整机概述 设计框图： 电源计数器数码显示 脉冲控制红绿灯 红绿灯控制器设计框图
整机概述： 红绿灯控制器由电源模块、脉冲模块、计数模块、控制模块、红绿灯模块以及数码显示模块共六部分组成。电源模块为整机提供电源；脉冲模块提供给计数器作为时钟信号；计数模块为44进制计数器，分别输出到数码显示模块和控制模块作为数码显示信号和控制信号；数码显示模块接收来自计数器模块的信号，表明计数器工作状态；控制模块接收计数器模块输出的控制信号从而控制红绿灯的亮灭；红绿灯模块的亮灭情况见设计任务书。 三、各单元电路的设计方案及原理说明 电源模块：外接，略。 脉冲模块：外接，略。 计数模块：
计数模块内两个计数器（74LS160）CLK外接时钟脉冲信号，A、B、C、D接地，LOAD接高电平。低位计数器（左）的进位信号通过RCO输送至高位计数器（右），使高位计数器仅在有进位时工作。因为我的学号为44，按照任务书要求，再通过将两个计数器的Q c分别接至与非门，以与非门的输出信号作为两个计数器的置零信号，至此，一个四十四进制计数器完成。 控制模块： 控制模块根据以下设计表格，通过四进制计数表示四个时间段内灯的亮灭情况从而控制红绿灯模块，以计数器模块输出的控制信号作为脉冲输入。 控制输出端东西方向南北方向 Q B Q A红黄绿红黄绿 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0
Harbin Institute of Technology 数字电路自主设计实验 院系：航天学院 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 哈尔滨工业大学
一、实验目的 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数电课程实验为我们提供了动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、实验要求 设计流水灯，即一排灯按一定的顺序逐次点亮，且可调频、暂停、步进。 三、实验步骤 1．设计电路实现题目要求，电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 2. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 3.元器件及参数选择； 4.电路仿真与调试； 5.到实验时进行电路的连接与功能验证，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片； 6.找指导教师进行实验的检查与验收； 7.编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会。 四、实验原理 设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是： 利用555定时器产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，点亮电平指示灯。并通过调节555的电阻，实现频率可调。通过两与非门，实现暂停、步进功能。
1.秒信号发生器 （1）555定时器结构（2）555定时器引脚图 （3）555定时器功能表 （4）555定时器仿真图
2. 74LS161实现8进制加计数 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。 （1）74LS161同步加法器引脚图 管脚图介绍: 始终CP和四个数据输入端 P0-P3 清零CLR 使能EP,ET 置数PE 数据输出端Q0-Q3 进位输出TC （2）74LS161功能表 （5）74LS161仿真图 对74LS161进行八进制计数改组，需要一个与非门，即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。即计数到8是异步清零，所以74LS161变为八进制计数。
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1 绪论 设计背景 在数字系统中，经常需要将一中代码转换为另一种代码，以满足特定的需求，完成这种功能的电路称为码转化电路。译码器就属于其中一种。而译码就是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码转换成对应的有效输出信号，具有译码功能的的逻辑电路称为译码器。而2-4译码器是唯一地址译码器，是将一系列的代码转换成与之一一对应有效的信号。常用于计算机中对存储单元地址的译码，因此，设计2-4译码器具有很强的现实意义。 matlab简介 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国 际科学计算软件的先进水平。它主要由 MATLAB和Simulink两大部分组成。本设计主要采用simulink进行设计与仿真。Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。掌握这个软件的应用具有十分重要的意义。 2 电路分析 2-4译码器功能分析 2-4译码器有2个输入端，4个输出端和一个使能端。在使能端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为相反电平。输出信号可以是高电平有效，也可以是低电平有效。具体来说，2输入变量，A1 ，A0共有4种不同状态组合，因而译码器有4个输出信号Y???0～Y?????3 并且输出为低电平有效，其真值表如表1所示 ?????10 器处于非工作状态。而当Y???为0时，对应的A1，A0的某种状态组合，其中只有一个输出为0，其余各输出量均为1.例如，A1 A0=00，输出Y???0为0，Y???0～Y?????3均为1.由此可见，2-4