诚信申明
本人申明：
我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：年月日
霓虹灯光控定时开关电路设计
xxx
电子信息工程信工xxxx学号xxxxx
指导教师刘林生副教授
摘要
针对当前世界能源的短缺和照明能源在深夜时过度浪费问题，本文主要阐述了，通过电源变换、光控开关、定时开关和交流无触点开关四部分组长的霓虹灯等光控定时电路的研究。主要是依靠NE555，CD4060以及光敏电阻来实现。这种照明光控定时控制电路的特点是可以在天黑光线变暗时自动将霓虹灯点亮，并计时到深夜再熄灭。与人工手动操作比较起来，开关及时，拥有良好的节能效果。这有效的缓解了世界当前能源紧缺的情况。在未来必将被越来越多的人依赖，成为霓虹灯及广告的主流控制开关。本文还介绍了相关电路的组成，工作原理以及元件的选择和参数设定。
关键词：555定时器CD4060计数器光敏电阻
Neon Electric Timer Switch
Abstract
In view of the current world energy shortage and lighting energy in the night excessive waste problems,this article mainly expounds the,through the power transformation, electric switch,timer switch and exchange mon-contact suitch four parts such as leader of the neon electric circuit of the timing.Mainly rely on NE555,CD4060and photoconductive resistance to achieve.This kind of lighting electric timing control circuit of the features in the dark when the dark neon light will automatically,and time late into the night to go https://www.doczj.com/doc/b74872581.html,pared with manual operation,switch in time,and has good effect in energy saving.This effectively relieve the world the current situation of the energy shortage. In the future will be more and more people rely on,become the mainstream of the neon lights and advertising control switch.This paper also introduces the related circuit composition,principle and component selection and set parameters.
Key words:NE555timer CD4060Counter Photoconductive Resistance
目录
前言 (1)
第1章霓虹灯光控定时开关的研究价值 (2)
第1.1节霓虹灯的发展与特点 (2)
第1.2节霓虹灯存在的问题与照明节能 (5)
第1.3节霓虹灯光控定时开关的研究目的与方法 (7)
第1.4节霓虹灯光控定时开关的优点 (7)
第2章电路总体设计与分析 (9)
第2.1节电源转换电路的设计 (9)
第2.2节光控开关电路设计 (16)
第2.3节定时开关电路设计 (20)
第2.4节交流无触点开关电路的设计 (23)
第2.5节过压、欠压保护电路分析 (26)
第2.6节延时电路的设计 (32)
第2.7节整体电路分析 (33)
第3章实现安装和系统调制 (36)
结论 (37)
附录 (38)
参考文献 (42)
致谢 (43)
前言
据统计，上海市年用电总量约为1400亿度，其中392亿度（28%）用于照明。若照明节能50%，则可节约196亿度电，相当于火力发电节约煤399万吨；相当于减排二氧化碳56万吨。上海仅仅是世界照明消耗的缩影。近年来，随着全球经济地迅速发展，人类对能源地需求也在逐日增长。很多国家和地方都出现了能源危机，能源问题日益受到世界各国的关注。
资源短缺已经成为阻碍社会发展的主要因素之一，各国都致力于研究资源节约型、环保型技术以缓解日益加剧的资源短缺和环境恶化问题。2010年全国政协十一届三次会议第一号、第二号提案同时聚焦低碳话题。发展低碳经济是我国循环经济之后从国家战略高度触发的又一重大决策。从1992年签署《联合国气候变化框架公约》、1997年签署《京都议定书》，到2009年哥本哈根气候会议上温家宝总理向全世界承诺中国到2020年单位GDP碳排放比2005年降低40%—50%，我国正积极应对全球气候变暖对人类生存与发展的严峻挑战，加快自身经济发展方式转变。
我国大部分省、区、市严重缺电，各地电网出现不同程度的拉闸限电，全年缺电达600亿度，此时正有数亿人受着缺电的“煎熬”。因此，许多人把节能视为度过眼前饥荒的最后“铩手锏”。总所周知，现代城市中的霓虹灯广告牌，大多数只在夜里12点前起作用，子夜一过，街上行人稀少，霓虹灯就失去了广告意义。这在无形中便造成了不必要且严重的能源浪费。
正因如此，为霓虹灯设计一种光控定时开关就可以起到节能的作用，它能在天黑时自动接通霓虹灯广告牌的电源，同时开始计时，隔4小时（夏季）或6小时（冬季）后，自动切断电源，直到第二天夜幕降临后再次通电循环，从而实现全自动无人控制，具有良好的节电和延长灯具使用寿命的功能。
第1章霓虹灯光控定时开关的研究价值
第1.1节霓虹灯的发展与特点
1.1.1霓虹灯的发展
霓虹灯是由英文“氖灯”，即“NEON SIGN”得来的，“霓虹”两字实际上是“NEON”的译音，而现在人们已经把“霓虹灯”当作专用词运用了。
霓虹灯的发展可以追溯到英国物理学家和化学家法拉第对气体发电的研究，电流通过含有少量正负离子的气体时，受到紫外线、宇宙射线、微量放射物质的作用，在足够高的外加电压作用下运动，并与中性气体分子碰撞后，使中性分子发生电离，因而离子的数目倍增。电流通过气体时还伴有发光现象，即所谓的辉光放电。其发光的颜色随所充气体的不同而不同。法拉第的理论及其在实验上的成就，为霓虹灯技术的发展奠定了坚实的基础。
霓虹灯始源于法国。当时所用的灯体玻璃管的直径是45毫米，现将玻璃管弯制成所需的蚊子或图案，然后再用一只电压为1万多伏的的变压器供电，使之发光。当时，灯管两端电极用石墨制成，内部充入氮气或二氧化碳气体，前者会发红光，后者发白光。由于这两种气体较活泼，很容易和石墨电极起化学反应，阴极溅散出的石墨很快在玻璃管内壁形成黑色薄膜层，并大量吸收充入灯管内的气体，使灯管的充气压力很快下降，致使霓虹灯的寿命很短。当时为了解决这个问题，特在霓虹灯管上加1个特殊的电磁阀门，并在霓虹灯使用一段时间以后再往灯内重新补充一定量的气体，但这样做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，这种灯不仅寿命短，制作工艺复杂，而且造价昂贵，很难普及。
在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料也被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作之后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二次
世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。
霓虹灯按其玻璃管内壁所涂粉的不同，档分为3种类型：第一种是玻璃内壁不涂任何荧光粉，直接采用无色透明的玻璃管。通常成为明管；第二种是在透明玻璃管内壁涂油荧光粉，我们称它为粉管；第三种是采用彩色玻璃，且在玻璃管内壁均匀涂上荧光粉，我们称它为彩管。
霓虹灯的寿命在正常情况下高于日光灯和白炽灯，要达到这一水平必须做到三点：1、制作人员水平过硬，排气人员轰击去气得当、彻底；2、启动它的变压器不得超载；3、安装人员细致合理的安装；只要做到以上要求，实践证明霓虹灯的寿命是高于日光灯和白炽灯的。
城市夜间照明大致经历了初创、发展、普及三个阶段。城市夜景照明不仅在照明技术方面有了很大的进步，而且在照明质量上也经历了“暗→亮”、“亮→美”、“美→雅”的发展历程。
1.1.2霓虹灯的特点
（1）高效率
霓虹灯是依靠灯管两段电极头在高压电场下将灯管内的惰性气体击燃，它不同于普通光源必须把钨丝烧到高温才能发光，造成大量的电能以热能的形式被消耗掉，因此，用同样多的电能，霓虹灯具有更高的亮度。
（2）温度低，使用不受气候限制
霓虹灯因其冷阴极特性，工作时灯管温度在60℃以下，所以能置于露天日晒雨淋或水中工作。同样因其工作特性，霓虹灯光谱具有很强的穿透力，在雨天或雾天扔能保持较好的视觉效果。
（3）低能耗
在技术不断创新的时代，霓虹灯的制造技术及相关零部件的技术水平也在不断进步。新型电极、新型电子变压器的应用，使霓虹灯的耗电量大大降低，由过去的每米灯管耗电56瓦降到现在的每米灯管耗电12瓦。
（4）寿命长
霓虹灯在连续不断电的情况下，寿命达一万小时以上，这一优势是其他任何电光源都难以达到的。
（5）动感强，效果佳，经济实用
霓虹灯画面由常亮的灯管及动态发光的扫描管组成，可设置为跳动式扫描、渐变
式扫描、混色变色七种颜色扫描。扫描由装有微电脑芯片编程的扫描机控制，扫描管按变好的程序亮或灭，组成一幅幅流动的画面，似天上彩虹、像人间银河、更酷似一个梦幻世界，引人入胜，使人难以忘怀。因此，霓虹灯是一种投入少、效果强烈、经济适用的广告形式。
霓虹灯是一种冷阴极辉光发电管，其辐射光谱具有极强的穿透大气的能力，色彩鲜艳绚丽、多姿，发光效率明显优于普通的白炽灯，它的线条结构变现力丰富，可以加工弯制成任何几何形状，满足设计要求，通过电子程序控制，可变幻色彩的图案和文字，受到人们的欢迎。
霓虹灯的亮、美、动特点，是目前热河电光源不能代替的，在各种新型光源不断涌现和竞争中独领风骚。
由于霓虹灯是冷阴极辉光放电，一次一支质量合格的霓虹灯其寿命可达20000-30000小时。
随着我国经济的飞速发展，霓虹灯的品种、规格也已基本系列化，可供各种用途的选择，其质量已逐步向国际水平靠拢，随着我国加入WTO，与国际水平的差距将越来越小，在不久的将来必将赶超国际先进水平，但在目前市场竞争的条件下，也确实有少数厂商缺乏诚信，在一些用户不懂霓虹灯的性能、质量的情况下，生产、制作低劣产品在市场上低价倾销，影响霓虹灯的声誉。为了使广大用户熟悉霓虹灯，了解霓虹灯，我们在次简单介绍一些霓虹灯的品种、规格以及制作霓虹灯的主要器材，以帮助用户识别霓虹灯。
霓虹灯的主要部件：
（1）以规格分：有6、7、8、9、10、12、15、18、20毫米等粗细。
（2）以玻璃材质分：
①钠玻璃管（或称石灰料玻璃管）这种玻璃管稳定性差，受潮后极易变质、泛碱（风化），易爆裂。目前我国使用此种材料的约占80%左右。
②铅玻璃管（又称红丹料玻璃管）其热性能、机械性能、电性能、化学稳定性能、真空性能和光学性能优于钠玻璃管，其耐侯性、使用寿命大大超过钠玻璃管，目前国际上通用大都是这种铅玻璃管，我国目前使用量已达20%-30%左右，凡是追求质量好的制作厂家，用户都选用铅玻璃管制作霓虹灯。铅玻璃管又以铅量的多少分为：重铅玻璃管、中铅玻璃管和轻铅玻璃管。
③彩色玻璃管，这种玻璃管在拉制玻璃管时已充入燃料，生产出的玻璃管已成彩
色玻璃管。
（3）以霓虹灯管内涂荧光粉材料分：
①目前使用的多数霓虹灯管喷涂的是“普通荧光粉”，这种粉价格比较便宜，一般也能满足各种色彩要求。
②“三基色”荧光粉，与普通荧光粉比较，其亮度、色度、鲜度更佳。
第1.2节霓虹灯存在的问题与照明节能
1.2.1城市照明规划与节能
（1）城市景观灯照明的规划
近几十年来，我国城市景观灯照明工作取得了令人瞩目的成就，但同时也出现了景观灯照明中片面追求奢华，攀比亮度，大规模进行盲目、重复、低档次建设的倾向。
这不仅导致了人力、财力、物力资源和能源地极大浪费，造成了眩光等夜间环境的光污染，也造成了景观照明的精品不多、品位不高的结果，出现了各自为政、粗制滥造的现象，影响了人民群众的生活和健康。造成这种现象最主要的原因之一，就是缺少统一、规范、科学、合理的城市景观照明规划。目前从全国看来，除了少数城市，许多城市的景观照明规划相对滞后或者尚未提上日程。或是规划设计不规范，以临时的方案设计代替展项设计规划等。以致出现了脱离城市的客观实际和需要，盲目进行景观照明建设的局面，浪费了资源，破坏了环境。这种现象应当引起充分重视。
（2）城市景观照明规划与节能的重要性和意义
建设部和国家发改委《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》作为我国城市照明工作的第一个规范性文件，明确提出了编制城市照明专项规划的要求和城市照明建设管理的原则。《国务院关于加强节能工作的决定》强调了节能工作的极端重要性和紧迫性，明确将“绿色照明”列为十大重点工程之一，要求做好节能的规划工作。
城市照明专项规划包括功能照明和景观灯照明规划。加强城市景观照明工作，首要任务就是城市景观照明规划的编制。城市景观照明工作是城市基础设施建设和城市管理的重要内容，具有多方面的功能效益。以科学合理的城市景观照明规划作为指导和依据实施城市的景观照明工程建设和管理，不仅可以美化城市，提高城市文化品位
和城市风貌水平，提升和展示现代化文明城市的形象，而且可以通过改善投资环境，提高人们的生活质量，活跃和繁荣城市夜间经济，为城市经济发展注入新的活力，带动照明、商业、旅游、文化、餐饮、广告、经济事业以及相关产业的发展，并对城市周边地区的经济发展起带动和辐射作用，增强商家投资、经商、办企业的信心，加快城市建设发展的步伐，甚至在城市的交通、治安等方面能带来相关效益，其积极作用是显而易见的。
加强城市景观灯照明的规划，提高城市照明质量，提倡绿色照明，保护生态，改善城市人居环境，具有深远的社会影响和重要的政治经济意义。
1.2.2当前霓虹灯控制的缺点
随着我过经济建设的快速发展，国内各地城镇景观照明也发生了变化，霓虹灯产业发展迅速，据不完全统计，全国霓虹灯企业以逾几千家，年总产值超过30亿元人民币，出口创汇方面也有骄人的业绩。
中国经济持续快速健康发展，西部大开发、振兴东北经济、长三角、珠三角东西互动、各地旅游、商贸、餐饮以及文化娱乐事业日益繁荣，越来越多的城市已将亮化、美化工程列入城市建设发展规划，霓虹灯已成为不可缺少的夜间文化，夜间霓虹灯广告也成为不可缺少的媒体，霓虹灯行业迎来一个新的发展机遇。
21世纪的今天中国霓虹灯企业不断地走进国际舞台，产品远销欧美等国际市场，在国际这个大舞台上扮演着越来越重要的角色。
而当今状况下的霓虹灯，是在被人工控制的情况下点亮和熄灭的。在控制人员感觉太黑时，将霓虹灯开启，直到第二天早晨，才会被熄灭。这不仅大大地浪费了电能源，同时还加快了霓虹灯的寿命损耗。这是一个不科学地开关霓虹灯的方法。我们需要寻找到更好的办法来解决这些问题。
大面积霓虹灯、彩泡等高亮度、高能耗灯具常被用作造景灯具。道路和广场上的霓虹灯、景观灯排列密集，每当夜幕降临便出现“火树银花不夜天”的景象。据统计，每年我国仅城市照明就要消耗掉目前三峡电站5%的发电量。很多城市照明严重超标，一些建筑内部耗电竟然高达25W·㎡，照度超出标准3～5倍；有些景观灯95%以上的光线射向天空，只有不到5%的光线照到路面，能源浪费和光污染严重。
霓虹灯广告牌在全世界各国的商业、学习、工作和生活等各个领域中起着重要的作用。世界各国无论大中小城市、城镇、人口聚集地都会有大量的霓虹灯广告牌。这鞋霓虹灯就如上文所说，从天黑开始，就被控制人员点亮，之后直到凌晨才会被人关
闭。这种过度使用霓虹灯的行为，极度的浪费了能源，这给我们目前紧张的资源供应问题，增加了负担。据不完全统计，2007年中国用电量为7千多亿瓦，而且还在以每年增加百分之1.2的速度增加。
减少霓虹灯的过度浪费使用，已经到了刻不容缓的地步。
第1.3节霓虹灯光控定时开关的研究目的与方法
本文所设计研究的霓虹灯光控定时电路，是为了在科技发达的现代社会，利用作者所掌握的知识，使霓虹灯不会在深夜无人时点亮，即可以在深夜无人时自动熄灭。这样的电路设计可以给城市节省下很多的能源，还可以延长霓虹灯等元件的使用寿命。这是一个绿色科技，相信在不久的将来，它将被越来越多的人所认可。
霓虹灯光控定时开关电路的设计，是通过作者大学期间学到有关数字电路，传感器，通信原理等知识。利用光敏电阻、NE555电路、CD4060、双向可控硅、二极管、三极管、电容和电阻等元件。组成一个由220v交流电源供电，光敏电阻与NE555芯片组成的施密特触发器所控制，CD4060进行点亮计时的控制点亮时间的电路。
在天黑时光控电路触发信号，通过计时系统开始计时，双向可控硅导通，点亮霓虹灯，并在计时结束以后自动熄灭霓虹灯。而计时时间的长短可以根据季节或天气等因素的不同，通过人工进行调节。本电路开关容易控制，方法可行，具有很高的研究价值和使用价值。
第1.4节霓虹灯光控定时开关的优点
1.4.1可以在天黑时亮起
霓虹灯光控定时开关，可以在天黑光强明显变弱时，自动开启电源，使霓虹灯点亮。这种点亮方式，可以在人们觉得光线变暗时，自动亮起，起到了最好的广告作用。“光控照明电路的制作主要是利用半导体光电器——光敏电阻的特性制作而成的。它利用光线的强弱来控制照明开关的动作，动作点可根据实际光线的强弱调节。巡行时无须人员操作，避免了人工开关不及时等不利因素，因而有效的节约了电能[9]”。
1.4.2可以保持有效的点亮时间
霓虹灯光控定时开关，在整个电路系统中加入了定时器，可以在点亮后自动进入计时状态，人们可以简单的设计它的点亮时间，自动决定合适关闭。定时/计数器是单片机芯片中最基本的外围接口，也是单片机的最重要的组成部分，它的用途广泛，常为测试时间、速度、频率、脉宽提供定时脉冲信号等。例如，我们可以在夏天时调节定时/计数器使其点亮4小时，而冬天调节定时/计数器使其点亮6小时。这样，不仅可以自由决定霓虹的点亮时间，还有效的节约了能源。
1.4.3全自动智能化无需人工控制
随着现在信息技术的飞速发展，智能化成为工业装置的发展趋势。在高压开关领域，智能化开关发展迅速，其动力首先来自电力系统越来越高的可靠性要求及其越来越高的自动化程度。现代配电和用电系统包括供电小区或智能大厦的电器设备都要求在监测、控制及保护等方面完全自动化和智能化，开关作为重要的电流系统控制元件，其智能化则是上述自动化和智能化的基础。只需要在安装霓虹灯光控定时开关时，调试好点亮时间即可。之后无需人工控制，开关可以自行根据光的强弱，决定点亮与否。这有效的节省了人力资源。
第2章电路总体设计与分析
第2.1节电源转换电路的设计
在电源供电中，有很多种供电电路，其中有开关电源，变压器降压，阻容降压，下面我们分别做下简要介绍。
图2.2开关电源
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展[1]。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和开关器件（MOSFET、BJT等）构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC
转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。
直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类：一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器；另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC
转换器。
隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC
转换器有正激式（Forward）和反激式（Flyback）两种。双管DC/DC转换器有双管正激式（DoubleTransistor Forward Converter），双管反激式（Double Transistr Flyback Converter）、推挽式（Push-Pull Converter）和半桥式（Half-Bridge Converter）四种。四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器（Full-Bridge Converter）。
非隔离式DC/DC转换器，按有源功率器件的个数，可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种，即降压式（Buck）DC/DC转换器，升压
式（Boost）DC/DC转换器、升压降压式（Buck Boost）DC/DC转换器、Cuk DC/DC 转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种单管DC/DC转换器中，Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的，Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC 式DC/DC转换器是从中派生出来的。双管DC/DC转换器有双管串接的升压式（Buck-Boost）DC/DC转换器。四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器（Full-Bridge Converter）。
隔离式DC/DC转换器在实现输出与输入电气隔离时，通常采用变压器来实现，由于变压器具有变压的功能，所以有利于扩大转换器的输出应用范围，也便于实现不同电压的多路输出，或相同电压的多种输出。
在功率开关管的电压和电流定额相同时，转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比。所以开关管数越多，DC/DC转换器的输出功率越大，四管式比两管式输出功率大一倍，单管式输出功率只有四管式的1/4。
非隔离式转换器与隔离式转换器的组合，可以得到单个转换器所不具各的一些特性。
按能量的传输来分，DC/DC转换器有单向传输和双向传输两种。具有双向传输功能的DC/DC转换器，既可以从电源侧向负载侧传输功率，也可以从负载侧向电源侧传输功率。
DC/DC转换器也可以分为自激式和他控式。借助转换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的转换器，叫做自激式转换器，如洛耶尔（Royer）转换器就是一种典型的推挽自激式转换器。他控式DC/DC转换器中的开关器件控制信号，是由外部专门的控制电路产生的。
按照开关管的开关条件，DC/DC转换器又可以分为硬开关（Hard Switching）和软开关（Soft Switching）两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下，开通或关断电路的，因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗，即所谓的开关损耗（Switching loss）。当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的，而且开关频率越高，开关损耗越大，同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，因此，硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管，在开通或关断过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关（Zero-Voltage-Switching，ZVS），或是通过开关管的电流为零，即零电流开关（Zero-Current·Switching，ZCS）。这种软开关方式可以显着地减小开关损耗，以及开关过程中激起的振荡，使开关频率可以大幅度提高，为转换器的小型化和模块化创造了条件。功率场效应管（MOSFET）是应用较多的开关器件，它有较高的开关速度，但同时也有较大的寄生电容。它关断时，在外电压的作用下，其寄生电容充满电，如果在其开通前不将这一部分电荷放掉，则将消耗于器件内部，这就是容性开通损耗。为了减小或消除这种损耗，功率场效应管宜采用零电压开通方式（ZVS）。绝缘栅双极性晶体管（Insu1ated Gate Bipo1ar tansistor，IGBT）是一种复合开关器件，关断时的电流拖尾会导致较大的关断损耗，如果在关断前使流过它的电流降到零，则可以显着地降低开关损耗，因此IGBT宜采
用零电流（ZCS）关断方式。IGBT在零电压条件下关断，同样也能减小关断损耗，但是MOSFET在零电流条件下开通时，并不能减小容性开通损耗。谐振转换器（ResonantConverter，RC）、准谐振转换器（Qunsi-Tesonant Converter，QRC）、多谐振转换器（Mu1ti-ResonantConverter，MRC）、零电压开关PWM转换器（ZVS PWM Converter）、零电流开关PWM转换器（ZCS PWM Converter）、零电压转换（Zero-Vo1tage-Transition，ZVT）PWM转换器和零电流转换（Zero-Vo1tage-Transition，ZVT）PWM转换器等，均属于软开关直流转换器。电力电子开关器件和零开关转换器技术的发展，促使了高频开关电源的发展[5]。
开关电源其优点就是工作稳定，电流输出大，由于其体积相对比较大，在我们的电路我没有考虑使用，下面看下变压器降压电路，变压器是一种很多设备里面常用的，成本比较低的一种方案。
2.1.1变压器供电
图2.3电源变压器
变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，
电流和阻抗的器件。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。
变压器就是将大电压，转变成小电压，提供个设备所需要的电能，变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
如果采用变压供电，还需要选用一定的原件，组成交流转直流的电路，即整流电路，与电源滤波电路，经过这两个电路，才能给电路提供稳定的直流电能，否则电不是温恒的，是脉动的，这样是不行的，下面我们看下常用的整流滤波电路。
图2.4桥式整流电路
上图为常用的桥式整流电路。桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。
其工作原理是：
桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3加正向电压，Dl、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、D1、Rfz、D3通电回路，在Rfz上形成上正下负的半波整流电压，e2为负半周时，对D2、D4
加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图2.4中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
经过以上电路的分析，与电路考虑，开关电源由于我们不需要很大电流，而变压器由于体积大，变压器又是必不可少的原件，这样无疑增大了我们的体积，所以在电路中，我选用了电容降压电路，而没有采用开关电源，变压器供电，因为其结构简单，电流需求小，所以电容降压电路完全能够胜任，电容降压子在很多电器中都有采用过，这里我们看下其原理：
工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180Ω。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF 电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为
5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色[6]。
采用电容降压电路有几点需要注意的事项：
（1）根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
（2）限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。
（3）电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。
（4）电容降压不适合动态负载条件。
（5）同样,电容降压不适合容性和感性负载。
（6）当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流，因为全波整流产生浮置的地，并在零线和火线之间产生高压，造成人体触电伤害。而且要满足恒定负载的条件。
容降压式简易电源的基本电路如图2.5，C1为降压电容器，VD2为半波整流二极管，VD1在市电的负半周时给C1提供放电回路，VD3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2.4的所示的电路。
电容电压可以应用在电流小的电路中，因为我们的电路没有强负载，所以采用了电容降压电路，减少成本，提高效率。
下面我们看下在我的电路中构成电容降压的电路：
图2.5电容降压电路
图中C1，R2，组成了阻容降压电路，D2是9v稳压管，也就是说当电压大于9v时，D2两端的电压不变稳定保持在9v，位后续电路提供温恒电能，D1为整流二极管，与c3配合即完成了我们整个电路的供电工作，在C3两端，就是温恒的直流电了，注意整个电不可以接大负载，因为上述说明了，这里不在叙述。
长安大学 电子技术课程设计 题目简易交通信号灯控制器 班级 姓名黄红涛指导教师温 凯歌 日期 前言 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。有了交通灯之后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。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。 因此，在本次课题为简易交通灯的课程设计中，通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
本设计分为两个部分：第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置；第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计，正文中详细介绍了各模块的功能和原理。 为了完成本次设计，参阅了大量的资料，包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程，获取各模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中，充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出现结果，这就是我们需要解决的问题，通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后，汇总电路图。 本设计分为两大部分，交通信号灯以及译码显示电路（时间显示）部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计；秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责，最后进过整合后得到完整系统。 由于缺少实践经验，并且知识有限，所以本次课程设计中难免存在缺点和错误，敬请老师批评指正。 黄红涛 2010年12月29日 目录 前言 (2)
前言 根据在常熟理工这半年对于自动化专业的学习，尤其是电工学、自动控制原理以及电力电子技术等专业课程的学习，让我对于PLC课程设计打下了基础。对于我们自动化专业来讲，这个专业对于现实生活是非常有用的。而我们在这半年进行的大都是理论知识，虽有实验课程，但那也是基于对于理论知识的进一步分析，故而我们也非常需要一种把我们理论应用到实际的实习锻炼。我们的老师，根据我们自动化专业的特点，以及学生日常学习的反应给与了我们四个课题去进行实习：进行PLC编程的语言设计。 PLC可以说是我们来到常熟理工学院时学习最苛刻也是以后工作时实用的一门课程。和学别的科学一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计一分组的方式进行，老师进行抽挑课题，可以说每人的程序都不一样。我抽到的就是霓虹灯灯控制系统的设计。虽然说平时理论的学习成绩还可以，但是真要自己去设计这个程序，还真是束手无策。还好有我小组的其他成员，他们帮组我解决了不少难题，合作是成功的基础。 通过这次的课程设计，我学会了PLC的基本编程方法，以及对PLC的工作原理和操作步骤有了深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我对其的掌握都停留在思想上，许多次出现了问题总是卡在那里，却很难知道问题出在哪里，实践检验成果，理论只是基础。 本设计中详细讲解了霓虹灯等控制系统中三个不同的表现方式，如依次点亮，全亮全灭等等，我组的其他成员还有更多显示方式，在此不一一介绍。 本设计程序得到了常熟理工学院老师的大力辅导，在此深表谢意。 由于编者水平有限，错误与不妥之处，敬请原谅
目录 目录 (2) 一．课程设计任务书 (3) 1.1课程设计任务.....................................................................................错误！未定义书签。 1.2课程设计目的.....................................................................................错误！未定义书签。 1.3课程设计要求.....................................................................................错误！未定义书签。 1.4课程设计内容.....................................................................................错误！未定义书签。二．PLC的简介.. (5) 2.1PLC基本概念 (5) 2.2PLC的基本结构 (5) 2.3PLC的工作原理 (6) 三.组态王简介 (7) 3.1组态王基本特性 (7) 3.2组态王与西门子S7-200的几种通信方式 (8) 四．总体设计方案 (10) 4.1控制要求 (10) 4.2设计思路 (10) 4.3PLC外部接线图 (11) 4.4I/O分配表 (11) 4.5PLC梯形图 (13) 4.6组态王监控画面显示 (16) 五．个人小结 (17) 参考文献 (18)
江苏信息职业技术学院 毕业设计（论文） 题目：电子倒计时定时器设计 摘要 随着时代的进步，电子技术的发展，倒计时定时器得到了越来越广泛的应用，给人们日常的生活、学习、工作、娱乐带来便利，电子定时器相比普通的定时器来事具有体积小、重量轻、造价低、精度高等特点。 本设计主要采用51系列单片机，通过硬件电路设计和软件编程设计来实现，硬件主要包括主控模块，时间显示模块，键盘设置模块，报警器模块的设计，软件编程主要采用C语言，虽然程序条数比较多，但是设计起来比较方便，可通过Keils软件进行调试。
此次倒计时定时器采用单片机AT89S51为核心，利用时钟芯片DS1302来显示一天的时间，系统通电后利用数码管自动显示当前时间，通过键盘可以调整时间，分别对时、分、秒进行加减，也可以通过键盘转换成倒计时模式，最大倒计时时间为59分59秒，而且误差很小，当倒计时为零时蜂鸣器进行报警，指示灯变亮，倒计时功能关闭则显示当前时间，操作简单方便。 关键词：时钟芯片；AT89S51；倒计时；DS1302
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (5) 1.1课题的学术背景及其实际意义 (5) 1.2相关领域的成果及存在的不足 (5) 1.3课题来源及主要研究内容 (5) 第2章倒计时定时器的结构、原理及设计方案 (7) 2.1 单片机的发展概况 (7) 2.2 51单片机的内部结构 (7) 2.3 设计要求、方案及框图 (9) 2.1.1设计要求 (9) 2.1.2设计方案 (9) 2.1.3设计框图 (10) 第3章硬件电路设计 (11) 3.1ATS89C51单片机介绍 (11) 3.2时钟模块 (13) 3.2.1DS1302简介 (13) 3.2.2 (14) 3.2.3时钟电路设计 (15) 3.2.4时钟复位电路 (15) 3.3键盘模块 (16) 3.4显示模块 (17)
引言 课程设计作为实践教学的一个重要环节，对提高学生的创新能力有着重要的作用。通过这次课程设计，学生不仅能加强对理论知识的理解，而且提高了学生的动手能力，除此之外，还提高了学生解决问题的能力。 随着社会的不断发展，广告的地位和影响日益壮大，尤其实在当今的经济时代，很多的商品都是依靠广告来引导消费者的。因此，广告作为一种很重要的媒介，已经成为了社会宣传的主导方式。由于起多样性决定了其巨大的开发空间。 霓虹彩灯作为广告的一个重要元素，也渐渐成为广告的灵魂，也成为了城市夜景一道靓丽的风景线。 刚刚学完了数电知识，正好通过这次课程设计，进一步巩固了理论知识，而且全面掌握了课设的基本流程，此外，分析与解决问题的能力也得到了相应的提升。 此次设计我们用到了555构成的秒脉冲发生器，74LS194, 74LS161, 74LS139以及逻 辑门电路来实现方案，充分利用了模电和数电的知识来不断解决实验过程中发现的问题，这也是这次课程设计的目的和意义所在。
1.设计意义及要求 1.1 设计意义 在日常生活中，霓虹彩灯已成为一道靓丽的风景线。灯的种类繁多，变化多样，所以霓虹彩灯的设计具有重大的实际意义。 学校安排此次课程设计，不仅让我们联系了所学知识，加以应用和分析，而且提高了自我分析问题解决问题的能力并加强了团队合作的精神。 通过这次课程设计，我熟悉了各种元件的功能及用法，也锻炼了思维能力，最值得说的是，我们讲所学知识转化为实物，得到了极大的成就感和满足感。 1.2 设计要求 现有9只彩灯，红—绿—蓝—红—绿—蓝—红—绿—蓝一排成一条直线，试设计一控制电路，要求彩灯能实现如下追逐图案： 1）红绿2种灯从前往后驱动点亮闪烁，每0．6 秒往前进一步； 2）蓝灯从后往前驱动点亮闪烁，每0．6 秒进一步； 3）霓虹灯控制工作状态按照上述2 至3 步自动重复循环。
摘要：本文主要设计一个基于单片机的霓虹灯控制系统。以at89c51单片机为控制核心电路，应用片内定时器实现对霓虹灯的控制。该系统由单片机的控制部分和显示部分组成，运用中断定时器控制发光二极管（或led），使其产生有规律的闪烁和移动。 关键词：单片机发光二极管红外线遥控 中图分类号：tp27 文献标识码：a 文章编号：1003-9082（2016）02-0309-01 前言 随着时代的进步，人们对物质生活的迫切追求，使周边环境发生翻天覆地的变化。从钻木取火走到今天灯火阑珊，各种繁华夜景层出不穷，让人叹为观止。这些辉煌景象都离不开电子技术。事实证明电子技术对社会的发展产生了深远的影响。随着电子技术和计算机技术的发展，特别是单片机的发展，使传统的测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面发生了巨大的变化，形成了一种完全突破传统概念的新一代测试仪器――智能仪器。智能仪器是以微处理器为核心的电子仪器，它不仅要求设计者熟悉电子仪器的工作原理，而且还要求其掌握微型计算机硬件和软件的原理。目前，有很多的传统电子仪器已有相应的替代产品，而且还出现不少全新的仪器类型和测试系统体系。在科学技术高速发展的今天，如何用简单便宜、性能良好的元器件制造出对人类生活有用的产品，已经成为人们研究的主要趋势。在自动化技术中，无论是过程控制技术还是数据采集技术还是测控技术，都离不开单片机，在工业自动化的领域中，机电一体化技术发挥越来越重要的作用。 一、总体方案设计 在本次设计中，硬件部分由单片机系统、led发光二极管组成。原理图如图1所示。单片机选用的是at89c51单片机，利用其中的一个定时器设定灯光闪烁的时间，时钟电路选用的是11.0592m的晶振。复位电路部分采用的是上电复位和手动复位两种复位方式。由于考虑到单片机i/o端口的带载能力，led发光二极管采用共阳极的接法，用470ω的电阻分压。软件部分，由于采用的是11.0592m晶振的时钟电路，单片机定时器的最大定时时间为65.536ms，不能达到要求的闪烁频率。所以采用定时50ms，10个定时中断灯光进行一次亮灭的跳变。并在每一次跳变时记录下灯闪烁的次数，通过对闪烁次数的判断，来进行对不同led灯的亮灭的整体时序循环控制。 图1 单片机的霓虹灯控制电路原理图 二、硬件电路的设计 1.单片机系统 标准型89系列单片机是与mcs-51系列单片机兼容的。在内部含有4kb或8kb可重复编程的flash存储器，可进行1000次擦写操作。全静态工作为0～33mhz，有3级程序存储器加密锁定，内含有128～256字节的ram、32条可编程的i/o端口、2～3个16位定时器/计数器，6～8级中断，此外有通用串行接口、低电压空闲模式及掉电模式。at89c51相当于将8051中的4kb rom换成相应数量的flash存储器，其余结构、供电电压、引脚数量及封装均相同，使用时可直接替换。 2. led概述 led（light？emitting？diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。半导体晶片由三部分组成，一部分是p型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是n型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是led发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成p-n结的材料决定的。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。由于具有容易控制、
基于555定时器闪光电路设计与制作 我们主张，电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品，因为这种电子制作方法，不仅能培养电子爱好者的焊接技术，还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力，为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 本文介绍555定时器的结构、引脚功能以及构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等电路，进一步掌握集成电路的使用方法，并利用多谐振荡器产生的脉冲信号控制二个发光二极管实现闪光电路。 一、基于555定时器闪光电路功能介绍 每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车上的左、右闪光灯就是最普通的电子产品，今天我们就来学习如何使用555定时器设计闪光电路。 本制作套件就是利用555定时器设计的多谐振荡器，进而构成闪光电路，如图1所示。 图1 基于555定时器闪光电路成品图
二、基于555定时器闪光电路原理图 图2 基于555定时器闪光电路原理图 三、基于555定时器闪光电路工作原理 1、可调电阻的特性及用法 可调电阻也叫可变电阻，是电阻的一类，其电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可以逐渐地改变和它串联的用电器中的电流，也可以逐渐地改变和它串联的用电器的电压，还可以起到保护用电器的作用。
图3 可调电阻100K可调范围 电位器是可调电阻的一种,通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。
一、倒计时定时器设计 1、20秒、30分钟到计时计数器 1、1 设计要求： 20s倒计时定时器：倒计时由按钮启动，计时精度0.1s，在数码管中显示倒计时值。 30分钟倒计时定时器：倒计时由按钮启动，计时精度1s，在数码管中显示倒计时值。 1、2设计的作用目的： 此次设计是我们更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步提高，为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。通过解决实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术，中断技术，存储方式和控制方式作更深层次的了解。 1、3问题分析： 在电子技术飞速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不可估量。如今的人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是人性化和智能化的，如何能做到智能化呢？单片机的引入就是一个很好的例子。单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU，RAM，ROM，I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。目
霓虹灯控制电路设计 一、设计指标要 （一）设计一电路控制四组八个发光二极管 （二）按照一定的要求进行亮灭变化 二、设计构成及元件 （一）四组八个发光二极管及八个限流电阻 （二）四片74LS374八D三态输出寄存器，每片控制一组二极管发光 （三）两片74LS161四位二进制可预置同步递增计数器构成八位二进制计数器，控制二极管发光变化规律 （四）一片NE555定时器和若干电阻、电容构成矩形波发生器提供计数器和寄存器脉冲 （五）2764E P R O M 三、设计方案 （一）根据以上的电路要求和元件的选择，要控制四组八个发光二极管进行亮度的变化，所以先要清楚二极管作为一个整体进行规律的亮度变化有两种接法：共阴极和共阳极。 （二）给定中元件NE555定时器和若干电阻，电容构成矩形波发光器，我们知道NE555工组成结构：若干电阻，电容，两个比较器，一个锁存器。主要通过改变一个电阻的大小来改变输出脉冲的频率。 （三）两片74LS161四位二进制计数器构成八位计数器，通过计数器作用可以不断的产生有规律的二进制数组。用到一片2764存储器，丛存储器的作用可知道，这里用存储器用来存放一些让霓虹灯有规律发光 的程序。4片74LS374八d寄存触发器，分别用来寄存计数器产生的二进制组。然后由这些寄存的二 进制组去接四组八个发光二极管，这样的话就会产生一系列规律霓虹灯。 四、单元元件及电路分析： 1：555定时器分析： VCC端接+5V的电压，在555定时器中有两个比较器C1和C2，其中还有输入信号，与+5的电压提拱的电
压在比较器中进行比较。根据比较的电压和C1和C2的参考电压不同，因而锁存器的置0或是置1的信号发生在两输入信号的不同电平。这样就行成施密特触发器，然后再将输出电压经RC积分回路接回输入端就行了，最后根据C1的充、放电时间的微、积分环节的出输出3端的不同的T出现在不同的波形，使的NE555定时器产生以T 为周期的脉冲。T=（R1+2R2）CIn2 2：两片74LS161四位二进制制接成的一片八位二进制计数器： 首先一片74LS161的四位二进制计数器我工作原理是在它的所控制端都为高电平均1的时候才会进行计数工作，而且它从一开始计数到计数完后会自动清零，同时进位端CO会产生高电平所以要把两片74LS161接成一片八位二进制计数器，首先第一片的74LS161所有控制端都接高电平1，进位端CO接在第二片的74LS161的控制T和P 上，也就是说当第一片计数完后，第一片自动清零，CO进位产生1，也就相当于第二片的74LS161的所有控制端开始接1，第二片开始计数。以上的方法能将两片四位二进制接成一个八位二进制的计数数。所先当第一片的D0——D3都接0，第一片开始计数，丛0000到1111，此时第二片的输出端都是0000，所以此时有16个二进数，到1111后，第一片产生进位，CO为1，第二片开始计数，同第一片一样，也是从0000到1111，两片的总输出就有32个二进制数。所以计数器的作用就是在NE555定时器每给计数器来一个脉冲时，它就计一次数，周期是32次，然后又周尔复始的计数。 3、2764E PR O M： VCC 2764EPROM有13个输入端和8个输出端以及两个控制端，且2764EPROM是在所有控制端都为高电平1的情况下才正常工作的，在此个原理图当中用到它的8接口，输入地址的高4位加到地址译码器上，从16行存储单元
百度文库 长沙学院 电子技术 课程设计说明书 题目交通灯控制电路设计 系( 部) 电子信息与电气工程系 专业 ( 班级 ) 电气工程及其自动化 姓名龙欣 学号B214 指导教师张海涛 起止日期 电子技术课程设计任务书(27) 系（部）：电子信息与电气工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：张海涛课题名称 交通灯控制电路设计
百度文库 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行； 绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。实现红、绿灯的 自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 设设计要求： 1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。 计 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法，能够运用所学知识设计一定规模的电路。 内 设计任务： 容 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 及 2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红 要 灯。 求 3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计 30s 和20s 计时 显示电路。 4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮 5s 的黄灯作为过渡，以使行驶中 的车辆有时间停到禁止线以外，设置5s 计时显示电路。 1、系统整体设计； 设 2、系统设计及仿真； 计 3、在 Multisim 或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示； 工 作 4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，量参考文献、设计总结等。 起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注 进 第一天课题介绍，答疑，收集材料 第二天设计方案论证 度 安第三天进行具体设计 排 第四天进行具体设计 第五天编写设计说明书 指导老师 月教研室 年日 意见意见 年月日 长沙学院课程设计鉴定表 姓名龙欣学号B214专业电气班级 2
第三章数字电路课程设计 课程设计1：交通灯逻辑控制电路设计 一、简述： 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制电路的系统框图如图3.1.1所示： 图3.1.1 交通灯控制器系统框图 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器。基本要求如下： 1．满足图3.1.2顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。 2．应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图3.1.3所示。图3.1.3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮
的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。 图3.1.3 交通灯时序工作流程图 3．十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。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到绿灯灭为止；当黄灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到黄灯灭为止；当红灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到红灯灭为止。例如：假设每个单位时间为3 秒，当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为0，并使数显计数器开始加“1”计数，当加到绿灯灭而黄灯亮时，数显的值应从14跳回到0，同时黄灯亮，黄灯计数，当数显值从2跳到0时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；红灯计数加“1”计数，当加到红灯灭时，数显的值应从17跳回到0。同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向开始计数。 4．扩展功能： （1）用LED 发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 NSG t
霓虹灯的PLC控制系统设计概要(doc 16页)
前言 随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。个企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求. 可编程控制器PLC可编程序控制器：英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程. 可编程控制器是工业环境下应用及满足用户需要而设计，它具有以下的特点：（1）可靠性高。平均无故障工作时间场合故障平均修复时间短。可在恶劣的环境下工作。简单、操作方便而使失误少。 （2）柔性好。柔性好是指在使用过程中的适应性和灵活性。只需通过程序的编制和更改即可适应生产的要求。 （3）功能强大。可编程控制器不但具有开关量控制、模拟量控制、数据通信、中断控制等完善的功能。 （4）使用方便。编程方便，极易被技术人员接受和掌握，操作方便。 （5）体积小，功耗低。可编程控制器以其丰富的功能和显著的特点得到了广泛的运用。 关键词： PLC 霓虹灯控制系统
目录 摘要 (1) 第1章概述 (2) 第2章电路设计方案 (3) 2.1 总体电路设计方案 (3) 2.2 单元功能模块设计 (4) 2.2.1 秒信号发生器 (4) 2.2.260分频器电路设计 (5) 2.2.3 减法计数器 (6) 2.2.4 译码显示电路 (9) 2.2.5 执行电路 (11) 第3章整机电路原理 (13) 第4章仿真 (14) 总结 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18) 附录1电路原理图 (19) 附录２仿真图 (20)
摘要 本设计主要由减法计数器、译码显示器、秒信号发生器、分频器、执行路等构成，能实现倒计时、定时和控制执行电路工作的功能。 倒计时计数末了时，继电器动作，控制用电器动作。其中时钟信号是由多谐振荡器产生的1Hz秒脉冲信号，而且秒脉冲信号可以通过分频器产生出1/60Hz的分脉冲信号，然后通过开关选择秒脉冲或分脉冲信号通过开关选择输入电路，对倒计时计数器进行触发，计数器由置数开关输入的预置数开始进行计数，其中数字由译码数码管显示，直到倒计时末了，产生信号使继电器工作，从而通过控制开关控制受控电器的开或关。 所以，此设计相当于构造了一个电器的控制开关，能够灵活定时电器的工作时间，从而使电器的开关更加方便。 关键词计数器；译码器；显示器；分频器
第1章概述 倒计时计数器的用途很广泛。它可以用作定时，控制被定时电器的工作状态，实现定时开或者定时关，最长定时时间为99分钟。他还可以用做倒记时记数，最长记时时间为99秒，而且有二位数码管显示记数状态，可以灵活的对受控电器进行定时开关。 倒计时计时器的核心器件是可预制数减计数器IC3、IC4，其初始数由拨码开关S1、S2设定，其输出状态由BCD码七段译码器IC1、IC2译码后驱动LED数码管显示。门电路D1、D2产生秒信号脉冲，以及经IC5等60分频后得到的分信号脉冲。由开关S4选择后作为时钟脉冲送入减计数器的CP端。 当按下启动按钮S3后，S1、S2设定的预置数进入减计数器，数码管显示出该预置数，然后计数器就在时钟脉冲CP的作用下减计数，数码管做同步显示。当倒计时结束，减计数器显示为00时，输出高电平使VT1、VT2导通，继电器K1吸合，其常开接点K1-1闭合，接通被控电器，被控电器开始工作；其常闭接点K1-2断开，切断被控电器，使此工作结束工作。同时，自带音源讯响器发出提示音。 在这个数字化的时代，倒计时定时器随处可见，在人们的生活和工作中，倒计时定时器的应用也越来越广泛。在医学设备、在交通方面、比赛场合等，特别是在一些数字化、智能化设备上倒计时定时器得到了很好的应用。我相信，倒计时定时器的发展前景会越来越好。
PＬC霓虹灯闪烁控制系统设计 课程设计任务书 课程名称：xｘxxｘｘxxxxxxｘxx 学院: xxxxxｘxxxｘｘx 专业：xxｘｘxxxxxxxxxxxｘxｘ 班级: xxxｘxxｘxxx 学号：xxｘxxxxｘxｘ 学生姓名：xxxxｘｘxx 指导教师：xxxｘxxｘｘ 职称：教授 2０13年７月12日 目录 第一章、概述 (1) 第二章、霓虹灯闪烁控制系统设计 (2) ２。1设计目的 (2) 2。2控制要求 (2) 第三章、 PLC型号选择 (3) 第四章、ＰLＣ接口电路 (4) 第五章、 PLC梯形图与指令表 (5) 5。1梯形图 (5) 5.2指令表 (11)
第六章、组态设计 (15) 6。1、新建项目……………………………………１5 6。2、数据词典 (15) ６．3、画面制作……………………………………１7 6.4、整体布局……………………………………2０ 第七章、调试心得 (21) 第八章、参考文献………………………………………………２１ 任务书 一、设计课题 霓虹灯闪烁控制系统设计 二、设计目的 1.进一步巩固理论知识,培养所学理论知识在实际中的应用能力。 ２.掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。 3.掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。 4．培养查阅图书资料、工具书的能力。 5.培养工程绘图、书写技术报告的能力。 三、控制要求 用ＨL１～ＨL6六个霓虹灯，分别做成“曹妃甸欢迎您”6个字。闪烁要求见下表,时间间隔为1s，反复循环进行。
四、设计任务 1.简述本设计的意义.根据控制要求,制定合理的设计方案。 2．硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。 3。控制程序的设计（并加以注释）. 4．监控系统设计. 选择工业领域流行的组态软件,然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PＬC进行通信等步骤完成监控系统的设计(必须要有设计过程)。 5．模拟调试 6.编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。 五、设计时间安排（共1周） 五、设计参考书 1．教材《可编程控制器应用技术》. ２．《流行PLC实用程序及设计（西门子S7—２00系列）》.(可到院图书馆借阅） 3．其它参考书：（可到院图书馆借阅) 一、课题说明
交通灯控制电路设计与仿真 一、实验目的 1、了解交通灯的燃灭规律。 2、了解交通灯控制器的工作原理。 3、熟悉 VHDL 语言编程，了解实际设计中的优化方案。 二、实验原理 交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。 在实验中使用 8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为 20s。数码管的时间总是显示为 19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。 三、实验内容 本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱 的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟，黄灯闪烁时钟要求为 2Hz，七段码管的时间显示为 1Hz脉冲，即每 1s 中递 减一次，在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统 中用 S1 按键进行复位。 实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、数码管与 FPGA 的接口电路，以及 数字时钟源、按键开关、数码管与 FPGA 的管脚连接在以前的实验中都做了详细说 明，这里不在赘述。交通灯模块原理与 LED 灯模块的电路原理一致，当有高电平输 入时 LED 灯就会被点亮，反之不亮。只是 LED 发出的光有颜色之分。其与 FPGA 的 管脚连接如下表 19-1 所示： 四、实验步骤 1、打开 QUARTUSII 软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个 VHDL File，打开 VHDL 编辑器对话框。
. 定时电路的设计 ——数字逻辑课程设计 学院：计算机学院 专业班级：计科13
时间：2015年1月4日 目录 设计要求 (3) 正文 一、倒计时器组成及原理 (3) 1.1倒计时计数器组成 (3) 1.2工作原理 (3) 二、拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真设计 (4) 2.2设计实现数码管显示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 (5) 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 三、功能说明总结 (9) 四、课程设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录： 一、电路原理图 (11) 二、元器件明细表 (11)
设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 1.具有30S减计时功能，计时时间到后发出声光报警信号（点亮LED，喇叭鸣叫）； 2.计时时间精确（用石英振荡器产生秒信号）； 3.用数码管显示剩余时间； 4.具有复位、启动、暂停、继续等操作按钮； 正文： 一、倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 图1 1.2工作原理 当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减
一、实训题目:霓虹灯控制电路 实训目的及要求: 1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力 2、掌握PLC梯形图的基本设计方法 3、培养分析和解决实际工程问题的能力 4、培养程序设计及调试的能力 5、熟悉霓虹灯控制电路系统的原理及要求 实训设备： 1、OMRON PLC及模拟试验装置 2、安装有CX-P编程软件的PC机 3、PC机与PLC通讯的RS232电缆线 实训内容: 1、分析工艺过程，明确控制要求 控制要求：设计一个霓虹灯控制电路如图5所示，该电路可以控制霓虹 灯L1，L2，L3按照如下方式亮灭：（1）L1亮1s （2）L2亮1s （3）L3亮1s （4）三个灯都灭1s （5）三个灯都亮1s （6）三个灯都灭1s （7）三个灯都亮1s （8）三个灯都灭1s （9）1～8循环直到按下关断按钮。 图1霓虹灯控制示意图 2、统计I/O点数并选择PLC型号 输入：开始按钮00000，复位按钮00001。 输出：彩灯1，彩灯2，彩灯3。 输入一共有2个，考虑到留有15％～20％的余量即2×（1＋15％）＝2.3 取整数3，所以共需3个输入点。输出共有3个，3×（1＋15％）＝3.45取整数4， 所以共需4个输出点。可以选OMRON公司的CPM1A/CPM2A型PLC就能满足此例的要求。 4、PLC控制程序设计及分析
实现功能：按下开始按钮00000，中间继电器20000自锁，并且启动定时器TIM000，定 时1秒，按下复位按钮00001或中间继电器20001带电后，程序复位，或者定时器TIM007定时完毕，程序复位 实现功能：中间继电器20000带电后，并且定时器TIM000定时完毕，中间继电器20001自锁，并且启动定时器TIM001，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20002带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20001带电后，定时器TIM001定时完毕，中间继电器20002自锁，并且启动定时器TIM002，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20003带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20002带电后，定时器TIM002定时完毕，中间继电器20003自锁，并且启动定时器TIM003，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20004带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20003带电后，定时器TIM003定时完毕，中间继电器20004自锁，并且启动定时器TIM004，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20005带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20004带电后，定时器TIM004定时完毕，中间继电器20005自锁，并且启动定时器TIM005，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20006带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20005带电后，定时器TIM005定时完毕，中间继电器20006自锁，并且启动定时器TIM006，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20007带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20006带电后，定时器TIM006定时完毕，中间继电器20007自锁，并且启动定时器TIM007，定时1秒，按下复位开关00001或中间继电器20008带电后，程序复位。 实现功能：中间继电器20007带电后，定时器TIM007定时完毕，启动中间继电器20008，当按下复位开关00001后，程序复位。 实现功能：中间继电器20001、20002、20003、20005、20007控制彩灯01002、01003、 01004。 二、实训题目：小车自动选向、定位控制 实训目的及要求: 1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力
交通灯控制逻辑电路设计 一、简述 为了确保十字路口的车辆顺利畅通地行驶，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。 交通灯控制器的系统框.图如图4.1 所示。
二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下： 1.设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR，NSY，NSG；东西方向的红、黄、绿灯 分别为EWR，EWY，EWG，则满足图4.1 的工作 流程并且可以并行工作： NSG（EWR）→ NSR（EWG），黄灯用 于闪烁提示绿灯变为红灯。 2.满足两个方向的工作时序：东西方向红灯亮的时间应等于南北方 向黄、绿灯亮的时间之和；南北方向红灯亮的时间应等于东西方 向黄、绿灯亮的时间之和。时序工作流程见图4.2所示：
图4.3中，假设每个单位时间为2秒，则南北、东西方向的绿、黄、红灯亮的时间分别为12秒、2秒、12秒，一次循环为24秒。 其中红灯亮的时间为绿灯、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装置，作为时间提示，以便人们更直观地 把握时间。具体要求为：当某方向绿灯亮时，置计数器为某一个 数值，然后以每秒减1的计数方式工作，直至减到数为“0”，十 字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入另一个方向的工 作循环。 例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为 12，并使数显计数器开始减“1”计数，当减法计数到绿灯灭而黄 灯亮（闪耀）时，数码管显示的数值应为2，当减法计数到“0” 时，黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯 亮，并置东西方向的数码管的显示为12。 4.可以手动调整脉冲时间，夜间为黄灯闪耀。 三、设计方案提示
时分秒可校的定时器电路 设计报告 摘要 本设计的目的是设计一时分秒可校的定时器电路，该电路由数据预置部分对核心部分定时器模块进行时间预置，输出接至显示模块并
通过LED数码管显示时分秒信息，定时时间到通过声光报警模块进行报警。设计采用可编程芯片和VHDL语言进行软硬件设计，不但可使硬件大为简化，而且稳定性也有明显提高。本设计采用逐位设定预置时间，其最长时间设定可长达24小时59分59秒，并由六个共阴数码管进行时分秒的显示，定时时间到喇叭发出声响，同时两个LED灯亮。关键字： VHDL语言定时器显示报警 目录 一、系统设计 (4) 二、单元电路设计
(4) 三、软件设计 (6) 四、系统测试 (7) 五、结论 (8) 六、参考文献 (9) 七、附录 (9) 一、系统设计 1、设计要求 时分秒可校的定时器，定时范围为10秒—24时59分59秒，精度为1秒，能同时显示时分秒信息（LED数码管），定时时间到能发出声
光警告信号。 2、系统设计方案 总体框图如图所示： 图中定时模块由2个59进制、1个24进制的减计数器连接，实现定时器递减到零的倒计时功能；输出由七段数码显示译码器驱动数码管显示；报警模块由输出系列检测实现喇叭和LED 灯的时间报警；时间预置由六个输入端口分别对时分秒进行预置。 二、单元电路设计 1、倒计时部分（以秒为例）：该部分是整个电路的核心，clk 为时钟信号，当时钟上升沿到来，倒计时开始，cn 为使能端，高电平有效，res 为复位端，用来清零，采用异步复位方式，s1、s2端为别为十位、个位数据预置端；count 为数据溢出端，高电平有效，dlow 、high 为四位BCD 码输出端口，用于显示及报警。 当cn 有效时，clk 脉冲上升沿到来时，开始倒计时，每60秒为一个周期，溢出端count 输出一信号使分计数减1，直到计时完成。
数字电子技术课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计 专业班级:09自动化一班 时间:2011.12.12-2011.12.19 姓名: 指导教师: :郭计云
大同大学电气工程系
目录 一、课程题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、系统框图及说明 (2) 四、单元电路设计 (4) 五、仿真过程与效果分析 (12) 六、体会总结 (13) 七、参考文献 (13)
《一》课程设计题目： 交通灯控制电路设计 《二》设计要求： 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，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（采用计时的方法）。 5、同步设置人行横道红、绿灯指示。 《三》系统框图及说明： 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1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555 定时器；计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。
（图1-1）2、信号灯转换器
状态与车道运行状态如下：S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的绿灯亮，车道