交通灯控制器

电子线路课程设计（报告）题目交通灯控制器院系专业班级学号学生姓名指导教师日期常熟理工学院课程设计（报告） I 目录一题目要求与方案论证. 2 1.1（设计题题目）交通灯控制器 . 2 1.1.1 题目要求 2 1.1.2 方案论证 . 2 1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 . 4 1.2.1 题目要求 4 1.2.2 方案论证 4 二电子线路设计与实现. 7 2.1 交通灯控制器电路设计 7 三结果与分析 . 8 3.1 （设计题的结果描述与分析）交通灯控制器 . 8 3.2 波形发生与计数器的实现 . 8 四总结与体会 . 10 参考文献（撰写格式如下） . 10 附录 .11 常熟理工学院课程设计（报告） 2 一题目要求与方案论证 1.1（设计题题目）交通灯控制器 1.1.1题目要求要求控制十字路口东西、南北向街道，当东西向绿灯亮 6s，同时南北向红灯亮 6s；接着东西向黄灯亮 2s，南北向红灯继续亮 2s；接着东西向红灯亮 3s，南北向绿灯亮 3s；接着东西向红灯亮 1s，南北向黄灯亮 1s。主要芯片：同步计数器（74LS163）、红黄绿发光二极管，其他门电路、元件任选。用已经掌握的 multisim8 的相关知识，在 multisim8 的运行环境下设计并仿真一个交通灯控制器的实验，要求实现的功能如下： 1.1.2 方案论证（主要描述设计的方案、原理，比如系统框图，各种芯片功能，介绍，整体电路的设计思想）（如需框图说明，则画出系统框图如图所示：）系统流程图：东西车道信号绿灯亮黄灯亮红灯亮时间 6 秒 2 秒 8 秒南北车道信号红灯亮绿灯亮黄灯亮时间 8 秒 6 秒 2 秒常熟理工学院课程设计（报告） 3 （芯片介绍，则如下：） 74LS163 的外引线排列图和时序波形图 74LS163 功能表输入输出 CR LD CPT CTT CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 0 X X d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 1 1 1 1 X X X X 计数 1 1 0 X X X X X 保持 1 1 X 0 X X X X X 保持常熟理工学院课程设计（报告） 4 计数器选用集成电路 74LS163 进行设计较简便。74LS163 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。74LS163 的外引线排列图和时序波形图如图 4 所示，其功能表如表 3 所示。图中，是低电平有效的同步清零输入端，是低电平有效才同步并行置数控制端，CTp、CTT 是计数控制端，CO 是进位输出端， D0～D3 是并行数据输入端，Q0～Q 3 是数据输出端。由两片 74LS163 级联组成的定时器电路如图 5 所示。电路的工作原理请自行分析。 1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 1.2.1题目要求学习元器件参数的识别及使用注意事项，清点元件个数。按所给电路图，利用所给元器件，在面包板上连接电路并用示波器测试，记录产生的波形频率范围等参数。应用 Multisim软件进行仿真实验，记录结果。 1.2.2方案论证 1、波形发生器电路如下图: 常熟理工学院课程设计（报告） 5 （1）此电路综合运用运放系列模块和差动放大模块。按图连接电路，首先调试方波—三角波。将 R p3 滑动变阻器与 C 4 断开，由于比较器 U 1 与积分器 U 2 组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，这两个单元电路可以同时调试。先使 R p1 =10KΩ ，R p2 取 2.5 KΩ --70 KΩ 内的任意阻值，否则电路可能会不起振。只要电路接线正确，U O1 输出方波，U O2 输出三角波，调节 R p2 用示波器观察输出波形并记录数据。再将电容换成 C 2 ，调试记录数据。调节正弦波: ：将 R p3 与 C 4 连接，调节 R p3 时三角波的输出幅度适当，此时 U O3 的输出波形应接近正弦波，调整 R p4 、R w 可改善正弦波波形。（20）频率范围: 函数发生器的输出频率一般分为若干波段，低频信号发生器的频率范围为：1 —10H Z ，10--100 H Z ，100 H Z –1kH Z ，1--10 kH Z ，10—100 kH Z ，100 kH Z –1MH Z 等六个波段，测试并记录本实验的频率范围。 2、计数器电路如下图所示：常熟理工学院课程设计（报告） 6 图 2 上图为 24 进制减计数器电路图。电路用共阴极数码管显示，芯片 74LS248 为数码管驱动，同步可逆计数器74LS192构成24进制计数器。 74LS74产生控制信号，第三片74LS192 计数器控制发光二极管。连接时钟脉冲后，左半部分计数器由 24 开始进行减计数，计数至 20 时红灯 X1 亮，绿灯 X2 不亮，计数至 12 以后绿灯亮，红灯熄灭。计数至 0 时绿灯熄灭。计数器使能端为高电平重新置数，回到起始过程。常熟理工学院课程设计（报告） 7 二电子线路设计与实现 2.1交通灯控制器电路设计 multisim8 仿真电路图：交通灯控制器仿真图（1）东西车道绿灯亮，南北车道红灯亮。表示东西车道上的车辆允许通行，南北车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔 TL 时，控制器发出状态信号 ST，转到下一工作状态。（2）东西车道黄灯亮，南北车道红灯亮。表示东西车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，南北车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔 TY 时，控制器发出状态转换信号 ST，转到下一工作状态。（3）东西车道红灯亮，南北车道黄灯亮。表示东西车道禁止通行，南北车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔 TL 时，控制器发出状态转换信号 ST，转到下一工作状态。（4）东西车道红灯亮，南北车道黄灯亮。表示东西车道禁止通行，南北车道上位过县停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔 TY 时，控制器发出状态转换信号 ST，系统又转换到第（1）种工作状态。常熟理工学院课程设计（报告） 8 三结果与分析 3.1 （设计题的结果描述与分析）交通灯控制器（将设计的结果贴出来，或者描述出来，进行相关分析，比如是否能实现题目的要求，如果不能实现，则问题出在哪里。结果能否出现，是否完美，是什么问题引起的，有什么措施可以改进结果等等）交通灯控制器结果示意表注：由于连接电路时的疏忽，以及对一些芯片的不了解，信号输出的时间东西车道绿灯亮了 25 秒，黄灯亮了 5 秒，南北车道红灯亮了 29 秒。当南北车道绿灯亮了 25 秒，黄灯亮了 5 秒的同时，东西车道红灯亮了 29 秒。 3.2波形发生