当前位置：文档之家 › 数字电路课程设计交通灯控制器

数字电路课程设计交通灯控制器

  • 格式：doc
  • 大小：5.23 MB
  • 文档页数：15

数字电路课程设计交通灯控制器
数字电路课程设计报告书
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。

2.深入了解交通灯的工作原理。

3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。

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。

4）选作：用两组数码管实现双向到计时显示。

三使用元件
0 0 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0
1 1 1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0
所以，R=A Y=~AB G=~A~B
r=~A y=A~B g=AB
红绿灯显示电路接线如下:
3）计时部分电路
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。

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，而在显示是以0---9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效状态时，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
取非 0100—0011—0010—0001—0000
即 4------3-------2--------1---------0
D0=D3＝~（~Y~y） D2=~(~G~g) D1=1
当状态为1111时，74LS161的状态必须跳到进入下一个循环，此时进位输出为1，把它的CO非接入置数端[LD]。

2.再对控制十位输出的74LS161设计。

同设计控制个位输出的74LS161基本
D3=D2=1 D1=A+B=~G D0=~A+~B=~g
同理我们将CO2非接入置数端[LD]
***对一些级联的处理
当计数超过10秒时，个位需向十位进位，此时十位计数，其它时间其保持不变，通过控制十位的CLK端实现这一功能，个位的CO1非连接十位的CLK端，当个位需进位，即完成一次循环，CO1为1，则十位有脉冲,十位开始计数，其他时刻CO1=0,十位没有脉冲，十位保持。

设计时把CO1,CO2的与接入主控电路的双上升沿D触发器的cp，当完成一次计时，个位和十位同时完成循环，此时CO1=CO2=1,（其它时刻为0）cp 出现一上升沿，触发器计时，即系统跳到下一个状态，计时器开始下一次计时。

4）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。

可以两位二进制数表示所需状态（00—Gr, 01—Yr, 11—Rg, 10—Ry）,循环状态：（00—01—11—10—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：
六. 总系统电路图（附后面）
七. 心得体会及分析
课程设计的这两周，当中有苦也有乐，从苦乐中我学到了很多东西。

不仅很好的复习了一下数电所学的内容，而且提高了自己的动手实践能力。

第一天听了老师的讲解，我了解了交通灯所要完成的各项要求和所需的各种器件。

接下来就是去图书馆查资料，仔细看了几本讲解交通灯的书，我对所要设计的交通灯有了进一步的了解。

开始设计电路，一部分并不难，但要把每一部分连在一起，最终实现要求就挺难的。

设计好电路后，我去实验室进行电路的仿真。

仿真出来后发现倒计时错了，我观察了数字的变化，经过多次尝试，改了两片161的级联和脉冲，最后倒计时和灯都符合要求了。

仿真出来特别开心，等到连接电路的时候发现实际的连接线路要考虑布线、器件的位置等，还是有一定的难度的。

不过经过两天的努力，终于把电路连接好了，插上电源一试，数码管都不亮，后来查出正负极短接了，但是就是不知道哪里短接，问了数码管亮的同学才知道数码管不要接正极，是共阴极的。

电路终于好了，倒计时，灯都好了。

电路是不允许出现一点错误的，一个管脚连接出现问题，都可能导致整个电路的功能不能实现。

因此我们要有认真严谨的科学态度和足够的耐心。

这次课程设计不仅仅是一次动手能力的实践，也是锻炼我们思维能力和意志力的实践，我们从书上学到的是死知识，但通过课程设计，活跃了我们的思维，也给了我们一个发挥自己创新能力的机会。

既是动手实践就会遇到各种问题，也会面对重重困难，不畏艰难，就是我们解决问题的方法。

感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。

附录（参考文献）：
高书莉《数字系统设计—数字电路课程设计指南》
毕满清《电子技术实验与课程设计》
王毓银《数字电路逻辑设计》
伍爱莲万家佑朱光波《电路与电子技术实验教程》
西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计过程考核表
西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计成绩鉴定表。

合集下载

(完整word版)数电——交通灯控制器设计

(完整word版)数电——交通灯控制器设计

(完整word版)数电——交通灯控制器设计大连交通大学电气信息学院综合设计报告设计名称：数字逻辑综合设计设计题目：交通灯控制器学生学号:专业班级:学生姓名：第一章课题背景1。

1 背景如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多,交通事故频繁发生。

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏通交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关,是人们出行的安全保障。

因此提供一个问题、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性.为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立.目前交通灯控制系统的设计软件也种类繁多，有基于EDA设计的，基于单片机设计的，基于DSP设计的，基于ARM嵌入式的等。

还有用标准逻辑器件、可编程控制器PLC等方案来实现.但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及调试的困难。

所以现在国内外广泛采用EDA技术设计交通灯控制系统。

在国外，英国，澳大利亚，日本和美国等国家均在交通控制系统上日益完善。

如以澳大利亚悉尼为背景开发的交通自适应协调系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System），英国的运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）系统，日本的京三（Kyosan)系统等。

这些系统，大都是在各路口附近安装磁性环路监控器，由各路口的控制设备、人员将交通控制参数通过通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中处理。

目前国内已有一些自主开发的城市交通控制系统，如公安部交通科学研究所开发的HT-UTCS系统，但它在整体性能上比国外同类系统仍有较大差距,只在一些中小城市得到一些应用。

数字电路交通灯课程设计

数字电路交通灯课程设计

数字电路交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握数字电路的基本原理，包括逻辑门、触发器等组成部分。

2. 使学生能够运用交通灯控制电路的原理，分析并设计简单的数字电路系统。

3. 帮助学生了解交通灯控制电路在实际生活中的应用，理解其工作原理和功能。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的数字电路交通灯控制系统的能力。

2. 培养学生通过小组合作，进行问题分析、方案设计、实验操作和结果分析的综合技能。

3. 提高学生运用现代工具和设备进行电路设计和测试的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术领域的兴趣，培养其主动探索科学问题的精神。

2. 培养学生的团队合作意识，使其学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。

3. 培养学生具备安全意识，了解并遵循实验室安全操作规程，养成良好的实验习惯。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，侧重于学生动手能力和实际操作能力的培养。

学生特点：初三学生具备一定的物理基础和电子技术知识，对实际操作有较高的兴趣。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，培养其创新精神和动手能力。

在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 逻辑门电路：介绍与门、或门、非门等基本逻辑门的工作原理和应用。

- 触发器：重点讲解RS触发器、D触发器等常用触发器的工作原理和使用方法。

- 交通灯控制电路原理：分析交通灯控制电路的基本组成、工作原理及其应用。

2. 实践操作：- 设计并搭建数字电路交通灯控制系统：学生分组进行电路设计，包括选择合适的逻辑门、触发器等组件，搭建交通灯控制电路。

- 电路测试与调试：学生进行电路测试，观察交通灯控制效果，针对问题进行调试。

3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾已学过的逻辑门电路和触发器知识，为后续学习打下基础。

交通灯控制器+数字电路课程设计报告

交通灯控制器+数字电路课程设计报告

课程设计报告课程：数字电路逻辑设计学号：姓名：班级：教师：******大学计算机科学与技术学院设计名称：交通灯控制器日期：20010 年 1 月 22 日设计内容与要求：1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙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45秒。

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、甲、乙车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）设计目的：1、学习数字逻辑等电路的设计方法，熟知加/减计数器、译码器及数码显示电路的工作原理及特点；2、培养勤奋、认真仔细、分析故障和解决问题的能力。

设计环境或器材、原理与说明：Multisim 8四.系统总体设计设计环境：Multisim 8方案：⑴系统的计时器是由161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，红灯35秒，黄灯5秒，所以绿灯定时器由一块74LS161级联组成，161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，系统的主控制电路就是它，它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态。

⑵系统的译码器部分是由一块74LS00，74LS04，74LS20这些与非门组成，它的主要任务是将控制器的输出翻译成6个信号灯的工作状态。

⑶而一个74LS48是将161的信号翻译为数码管的显式信号，当然中间加了与非门。

整个设计共由以上三部分组成。

设计原理：交通灯控制系统主要由控制器、译码器和秒脉冲信号发生器等器件组成。

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，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制译码器的工作。

红灯时间亮为35秒，由161输出端的最高位控制！黄灯时间亮为5秒，由161输出端的4位信号的与非的非控制。

而绿灯亮30秒，是红灯的非与黄灯的非控制。

表示定时器到了规定时间后，由控制器发出状态转换信号，由它控制定时器开始下一个工作状态的定时单元电路的设计：1. 秒脉冲信号发生器时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0” 、“1 ”信号，电路图如下图所示：所以时间周期就是：)2(7.021R R +C2.定时器系统的定时器是由161组成，其中应因为绿灯时间为30秒，所以绿灯定时器由两块161级联组成，红灯和黄灯各位一片，161是4位二进制同步计数器，它具有同步清零，同步置数的功能，电路图如下图所示： 红灯控制器秒脉冲发生器译码器道信号灯C R V V C R t CCCCW 2227.0310320ln =--=C R R V V V V C R R t CCCC CCCC W )(7.03231ln )(21211+=--+=黄灯绿灯3、用到的器件：74LS161 1块74LS04 1块74LS08 1块555 1块七段显示译码器 2块发光二极管红、绿、黄各两个，电阻，电容若干。

数字电路课程设计报告—交通灯控制器的设计

数字电路课程设计报告—交通灯控制器的设计

数字电路课程设计--交通灯控制器的设计院系：姓名：指导教师：完成日期：2011年6月7日数字电路课程设计--交通灯控制器的设计一、课程设计目的1．熟悉集成电路的引脚安排2.掌握各芯片的逻辑功能及利用方式。

3.了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理4.学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。

二、设计要求及原理：要求：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)，当次要街道亮绿灯和黄灯时，主要街道亮红灯(4 s)。

用MG，MY，MR，CG，CY，CR别离表示主要街道的绿灯、黄灯、红灯，次要街道的绿灯、黄灯、红灯。

原理：按照设计要求可知，各灯状态转换的周期为12s，因此可设计一个12进制的加计数器，来控制秒数，当计数值达到1011时，通过反馈置数法，将计数器清零，从而达到循环效果。

列出每秒各灯亮的情形的真值表，通过真值表取得相应的逻辑图，即可实现对交通灯的控制。

三、设计步骤：1、按照设计要求列出交通灯控制器的真值表如下：交通灯控制器真值表：QD QC QB QA MG MY MR CG CY CR 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 10 1 1 1 0 1 0 0 0 11 0 0 0 0 0 1 1 0 01 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X2、从元器件库中拖出逻辑转换仪，按照交通灯控制器的真值表，取得MG的最简逻辑表达式。