课程设计_交通灯控制器word文档（定稿）

为码数据输入端，为最高位，为最低位。

高电平有效，输出电流小于为个输出端，分别接七段数码管个输入端，所接数码管必须是共阴数码管。

灯测试输入端，低电平有效，即当此灯为低电平且为高电平或开路时，输出全为高电平，数码管内所有发光二极管全亮。

消隐输入低电平有效脉冲消隐输出低电平有效，只要此端为低电平，输出全为低电平，数码管内所有发光二极管全不亮。

脉冲消隐输入端，低电平有效。

当此端为低电平且也同时为低电平时，输出全为低电平，数码管内充电，由此可以利用电容器电压与放电时间函数关系计算出电容放电时间函数关系式可由中学物理知识或大学电路分析课程中给出在放电过程中，因此分别计算出和，则放电时间为由以上计算出充电时间和放电时间之和就是周期，周期倒数就是频率。

最后得到结果振荡器频率由电阻，和电容决定。

脉冲波占空比由电阻和决定，结果为可见，当越小时，占空比接近。

本电路多谐振荡器频率确定，因为信号灯状态时间是以秒来计量，因此计数器计数状态应以秒为单位来计数最为方便，即指定计数器最低位定为不定是计数器最低位，本项目计数器最低位用作其它用途，因状态共有个状态，每个状态对应时间为秒频率为，即秒钟状态变化次，而每个状态对应端个脉冲，因此，端是秒钟产生个脉冲，所以振荡频率就应该为因为经过计数器计数后在计数器最低位进行了分频。

七位二进制计数器七位二进制计数器各脚功能如图所示，脚为电源端，所接电源电压范围，脚接地。

脚为复位端清零端，高电平有效。

脚为脉冲信号输入端，下降沿有效即计数器在脉冲下降沿时刻计数。

是七个数据输出端，为最高位，为最低位。

当输入脉冲信号后，计数器输出端状态变化。

本电路中组合逻辑电路输入信号为二进制计数器输出信号，设计信号频率为，而输出应为六个表示路口交通灯信号发光二极管方为红绿黄灯另方为红绿黄灯控制信号，分别用和表示，但注意到和状态相同，和状态相同，和状态相同，所以实际上只要三个输出信号即可，分别用表示。

本电路因为控制周期是秒，所以只需要个状态，因此只要用输出端个输出端就可以了，本人决定用状态，。

组合逻辑电路输出信号与电路输入信号，关系讨论信号灯定义，表示红灯，表示绿灯，表示黄灯。

对于其中路信号灯来说，前秒对应计数器输出状态为红灯亮，绿灯不亮。

而在这秒时间内，前秒对应计数器输出状态为黄灯不亮。

后秒对应计数器输出状态为黄灯亮。

另路灯亮状态分析与上路分析完全相同。

综上所述，用如下真值表表示编号说明红绿亮红绿亮红绿黄亮红绿亮红绿亮红绿黄亮从以上可知，，需要低电平有效时，，，需要低电平有效时，考虑到黄灯需要闪烁，可以让信号和信号频率为脉冲波加到个二输入与非门两个输入端，输出信号为，当为时，当为时，可见，需要低电平有效，这样，为时，黄灯不亮，为时，黄灯闪烁。

由以上讨论可知，需要二个二输入与非门，三个非门，为节约器件，三个非门中二个非门用与非门实现，另个非门用三极管实现。

这样，需要四个二输入与非门，正好可以用芯片，个三极管构成非门。

外形为，是块四二输入数字集成芯片，内有四个完全样二输入与非门，脚接，脚接地。

它们中四个二输入与非门如图所示，其中，为与非门两个输入端，为输出端。

额定拉电流，额定灌电流。

额定输出高电平电压。

下面讨论倒计时及显示电路。

可逆十进制计数器选用。

可预置二进制可逆计数器简介外形结构为，其中脚接，脚接电源。

加计数脉冲信号输入端。

减计数脉冲信号输入端。

注意用其中个输入端时，另个输入端接高电平。

，计数器数据输出端，为最高位，为最低位。

，计数器预置数输入端，当计数器处于预置数状态时，通过该输入端预置数，此时。

复位信号输入端，上升沿有效，即当从跳到时，计数器复位，此时。

当时，计数器处于计数状态。

预置数功能控制端，低电平有效，当时，计数器处于预置数状态，当时，计数器处于计数状态。

加计数进位信号输出端。

减计数借位信号输出端。

根据设计要求，预置数为接高电平电源接低电平地。

黄灯不亮，即时，计数器需要处于预置数状态，即，黄灯亮，即时，计数器需要处于计数状态，即。

可见，作为减法器使用，接高电平，接脉冲信号。

因计数器处于计数状态或预置数状态，不能处于复位状态，因此让从前面讨论可知，多谐振荡器振荡频率为。

以此确定多谐振荡器电路电阻和电容。

四线七段译码器驱动器内带上拉电阻脚接电源，脚接地。

为码数据输入端，为最高位，为最低位。

高电平有效，输出电流小于为个输出端，分别接七段数码管个输入端，所接数码管必须是共阴数码管。

灯测试输入端，低电平有效，即当此灯为低电平且为高电平或开路时，输出全为高电平，数码管内所有发光二极管全亮。

消隐输入低电平有效脉冲消隐输出低电平有效，只要此端为低电平，输出全为低电平，数码管内所有发光二极管全不亮。

脉冲消隐输入端，低电平有效。

当此端为低电平且也同时为低电平时，输出全为低电平，数码管内平接在端，所以此时芯片处于计数状态，注意计数状态为减计数。

同时，这个信号又接到端为灭灯功能端，低电平有效，因此，此时数码管正常工作。

数码管限流电阻计算输出高电平，发光二极管导通压降为，若设计发光二极管电流为，则限流电阻为欧姆到欧姆。

本电路选用。

六故障处理与说明按照印刷板上器件编号找到相应元件，按以下顺序焊接电阻，座，瓷片电容，发光二极管，接口。

焊接过程中注意以下问题各发光二极管极。

三极管上对应集成块脚在印刷板上对应位置。

要与前续电路输入输出电源接口方位相致，因此要注意其方位。

仔细观察各焊接点，检查有无短路现象和虚焊现象。

认真测量。

在观察所焊接电路板处于正常状态后，将电源接入到接口。

观察设计表格并将实验测量状态，理论状态记录在表格中。

测试观察红，绿，黄灯状态以及数码管状态情况，并测量各状态下时间。

分析故障和排除故障，并将分析和排除过程记录下来。

仔细研究电路原理图，集成块构成多谐振荡器，分析振荡器频率由什么元件决定，是什么关系。

本电路振荡器频率不能太高，否则闪烁太快或根本就观察不到闪烁当然频率也不能太低，否则闪烁太慢。

当然也会使得通行时间以及停车时间也不恰当。

集成块就是个计数器。

本电路关键是由集成块构成组合电路，它是确定发光二极管状态与状态关系电路。

三极管作用是驱动发光二极管发光，因为输出拉电流要小于，所以不能直接驱动本电路二个发光二极管，用三极管扩大带负载能力。

而输出灌电流要小于，所以可以直接驱动本电路二个发光二极管，不需要用三极管扩大带负载能力而直接驱动。

本制作将时间显示部分电路省略，因为这部分电路工作情况大家非常熟识。

当以上问题弄清以后，试设计电路时间分配为秒和秒，将其讨论过程以及设计过程写入报告中。

仔细研究印刷电路板，在本印刷电路板上将要装配器件有普通电阻器，瓷片电容器，发光二极管，三极管，集成块，集成块，集成块，输入和输出接口等等。

仔细研究印刷电路上图形或符号，确定各位置所装配是何种元件。

若是发光二极管，还要弄清板上对应极和极，若是三极管，弄清板上对应，对于集成块，要弄清楚各脚在印刷板上相应位置。

仔细研究元器件，各电阻器及其阻值，精度，功率，电阻阻值可从电阻上所标色码直接读出，或者用万能表欧姆档直接测量确定。

各瓷片电容电容量标注在电容上。

各发光二极管及其极。

三极管上对应，集成块脚编号确认。

七总结与体会通过本次课程设计，我学到了很多东西，使我平时学到些知识用到了实践中。

我觉得课程设计是十分有意义，在过去两年大学生活中，我们在课堂上掌握仅仅是理论知识，没有实践我们就不能很好掌握所学知识。

因此，做此类课程设计就为我们提供了很好实践平台。

我认为要做好个课程设计，就需要做到在设计程序之前，对所用芯片及其内部结构有个系统了解，知道芯片功能，还要有个清晰思路和个完整流程图在设计程序时，不能妄想次就将整个程序设计好，要经过反复调试不断改进。

当然在课程设计过程中遇到问题是很常见，但我们需要将每次遇到问题记录下来，并分析清楚，以免下次碰到同样问题。

在设计过程中我也发现了自己不足之处，对以前所学知识理解还不够深刻，掌握也不够牢固，也是个查缺补漏过程。

我们查阅了大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，使自己写到了不少知识。

总之通过这次课程设计，我懂得了理论知识与实践相结合重要性，不仅学到了许多书本上没有知识，也收获了定动手实践能力。

八元器件清单元器件表编规编规编规格编规编规格号格号格号号格号红红接口绿接线绿黄黄数码管元器件汇总贴片电阻个个个个。

直插电阻个。

电容个个。

芯片各片。

座个个，个。

数码管个。

三极管个。

发光二极管红个绿个黄个。

印刷板块。

接口个接线根焊锡丝根。

充电，由此可以利用电容器电压与放电时间函数关系计算出电容放电时间函数关系式可由中学物理知识或大学电路分析课程中给出在放电过程中，因此分别计算出和，则放电时间为由以上计算出充电时间和放电时间之和就是周期，周期倒数就是频率。

最后得到结果振荡器频率由电阻，和电容决定。

脉冲波占空比由电阻和决定，结果为可见，当越小时，占空比接近。

本电路多谐振荡器频率确定，因为信号灯状态时间是以秒来计量，因此计数器计数状态应以秒为单位来计数最为方便，即指定计数器最低位定为不定是计数器最低位，本项目计数器最低位用作其它用途，因状态共有个状态，每个状态对应时间为秒频率为，即秒钟状态变化次，而每个状态对应端个脉冲，因此，端是秒钟产生个脉冲，所以振荡频率就中南林业科技大学课程设计报告设计名称交通灯控制器姓名学号专业班级院系指导教师评语成绩签名年月日课程设计题目交通灯控制器时间年月日至月日地点指导老师二课程设计目交通灯控制信号应用非常广泛。

本电路设计个交通灯控制器，需要达到目如下个周期秒，平均分配，前秒红灯亮，后秒绿灯亮。

在红灯亮期间后秒与红灯在起黄灯闪烁注意红灯同时亮。

为了显示效果明显，设计闪烁频率为。

在绿灯亮期间后秒与绿灯在起黄灯闪烁注意绿灯同时亮，为了显示效果明显，设计闪烁频率为。

在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管不亮三课程设计方案为了完成交通灯控制电路设计，方案考虑如下个脉冲信号发生器，个二进制加法计数器，个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器输出端状态来决定，因此，设计个组合逻辑电路，它输入信号就是二进制加法计数器输出信号，它输出就是发光二极管控制信号，因此，需要个组合逻辑电路，六个发光二极管二个红色发光二极管，二个绿色发光二极管，二个黄色发光二极管电路，个数码管显示电路。

结构图如下四课程设计原理脉冲信号发生器由定时器构成。

二进制加法计数器由七位二进制加法计数器构成。

十进制减法计数器由可逆可预置十进制计数器构成。

组合逻辑电路根据其输入输出逻辑关系后再确定电路芯片。

驱动器选用。

从以上讨论可知，需要对所采用芯片有比较详细了解。

下面对以上几种芯片基本知识和基本特性进行介绍。

定时器定时器是块常用集成电路，电路符号如左图所示，为电源端，为公共端。

所加电源电压范围，最大输出电流达。

内部电