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电子设计制作大赛报告 设计课题：交通灯设计 专业班级：通信0913班 学生姓名： 李文峰 谢巍巍 张河昌 设计时间：2011.5.20~2011.6.5 电子设计制作竞赛报告 设计课题：交通灯设计 专业班级：通信0913班 学生姓名：李文峰 谢巍巍 张河昌 设计时间：2011.5.20~2011.6.5 设计任务及实现要求： 使用LED灯模拟交通灯的工作过程，红、黄、绿三种颜色的LED灯分别模拟交通灯的红灯、黄灯、绿灯。 实现如下要求的从状态一到状态四的循环，并通过数码管来显示倒计时的时间。 状态一：黄、绿灯熄灭，红灯亮5s，然后进入状态二； 状态二：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后进入状态三； 状态三：红、黄灯熄灭，绿灯亮5s，然后进入状态四； 状态四：红、绿灯熄灭，黄灯闪烁5s，然后回到状态一。 每个状态数码管都要显示倒计时的时间。 扩展：不同延时时间 设计原理（设计原理图，原理分析）： 1、总原理图 2、PCB图： 3、原理分析： 采用74194的左移位功能，共输出4种状态，分别是0001；0010；0100；1000；其中的0010与1000两状态实现黄灯亮，0001实现红灯亮，0100实现绿灯亮；通过门电路反馈实现74194移位的功能。555芯片的作用是提供一个时钟给74192，利用74192的功能实现减计数，与数码管相连，预置初始值为5，实现倒计时5秒的功能。再利用借位端的跳变给74194一个时钟，即5秒实现一跳变，以达到要求亮灯的时长。对于黄灯的闪烁，只要加门电路，实现每隔1s闪烁一次。同时外加一个门电路和开关控制74192，实现拓展时间的要求。 各部分电路的功能： 1、555定时电路： 555电路工作原理：如图接线， R1用0.1k的电阻，R2用7.5k的电阻，C用100uf的电容，3脚为输出端。产生的振荡周期T=0.7（R1+2R2）C。 即T≈0.7*（0.1K+2*7.5K）*100u≈1.1s。将振荡周期从三端输出，作为时钟。 2、74192芯片功能： 74192工作原理:利用减计数，4脚（DN）接时钟，上跳变有效，D3~D0设置初值0101，实现5预置初值5的功能，5脚（UP）接高电平，11脚（PL）为预置端，当从0跳回9时，反馈一信号，使之在11端变低电平，实现预置功能，即还未出现9时就变成5，从而实现5秒倒计时的功能。在拓展时间部分，不对红绿灯的5秒进行预置，只对黄灯的5秒进行预置，从而实现红绿灯亮9秒，黄灯闪烁5秒的功能；输出端Q3~Q0即与数码管相连，13脚为借位端，产生的信号供给74194的时钟跳变，实现74194每5秒移位一次的功能。 3、74194芯片功能： 74194工作原理：利用74194的移位功能，MR接高电平，S1接低电平，S0接高电平，CLK接74192借位端产生的跳变，即5秒一周期的时钟，实现了左移的功能，输出的信号为0001,0010，0100,1000。则画卡诺图: Q1Q0Q3Q2 Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 1 0 X 1 01 0 X X X 11 X X X X 10 0 X X X 易得：输出output=(not Q2)(not Q1)(not Q0)=not(Q2+Q1+Q0) 即用一个或非门，让输出的Q2Q1Q0反馈回SR,作为左移位下一次的Q0.从而实现预期的功能。 4、其他部分的功能： 74194的15脚接红灯，13脚接绿灯，12和14脚同时控制黄灯，故用一或门，为了节省芯片，故用一或非门，再加以非门控制到黄灯，同时，为了让黄灯闪烁，让输出一端与555的输出端口3脚共同接一与门，只有同时为高电平的时候，黄灯才亮，而时钟的周期约1s，所以当74194的12或14脚为高电平的时候，黄灯闪烁频率约为1Hz。7427的345脚输入，6脚输出的目的是为了清起始状态的0，因为开始74194的状态是0000，为了达到同步，故加一或非门控制74192的清零端。而74192的Q3（7脚）接一非门，控制着预置端口，为了实现扩展时间的要求，用Q3与上黄灯的信号，然后再加非门，控制预置端，即红灯和绿灯亮的时长为9s，而当黄灯亮的时候，给予预置，依旧是闪烁5s。故在预置端前加以单刀双掷开关，即可由开关控制时间长短。 设计与制作步骤： 对《交通灯设计》的要求进行讨论分析，决定用74194的移位功能来实现交通灯的要求。同时使用74192的减计数实现计数功能。用NE555产生的振荡作为芯片需要的时钟。用门电路实现灯闪亮的要求。 对原理进行充分的认识后，进行完善，尽量用较少的芯片来实现功能，在用门电路时，