交通灯控制器课程设计报告（参考模板）.doc

PAGE / NUMPAGES 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:2015年6月29日至7月13日 地点： 指导老师： 课程设计目的 交通灯控制信号的应用非常广泛。本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下： 一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。 在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（注意：红灯同时亮）。为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（注意：绿灯同时亮），为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 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. 课程设计方案 为了完成交通灯控制电路的设计，方案考虑如下： 一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一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的输出端状态来决定的，因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二极管的控制信号，因此，需要一个组合逻辑电路，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，一个数码管显示电路。结构图如下： 555 555脉冲振荡器 4024 计数器 组合逻辑电路 发光二极管电路 193 计数器 4511 驱动器 数码管 课程设计原理 脉冲信号发生器由定时器555构成。 二进制加法计数器由七位二进制加法计数器4024构成。 十进制减法计数器由74LS193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的逻辑关系后再确定电路芯片。 驱动器选用4511。 从以上讨论可知，需要对所采用的芯片有比较详细的了解。下面对以上几种芯片的基本知识和基本特性进行介绍。 1、555定时器 555定时器是一块常用的集成电路，电路符号如左图所示，8为电源端VCC，1为公共端GND。所加电源电压围：4.5VVCC18V，最大输出电流达200mA。部电路原理图如右图所示，部有三个相同的分压电阻，每个电阻上的电压都为1/3VCC。两个比较器C1和C2，C1的比较电压为2/3 VCC，C2的比较电压为1/3 VCC，当比较器“+”端电压大于比较器“-”端电压时，比较器输出高电平（其状态用1表示），当比较器“+”端电压低于比较器“-”端电压时，比较器输出低电平（其状态用 0表示）。G1，G2两个与非门构成基本RS触发器，G3为输出缓冲反相器，起整形和提高带负载能力的作用。T为泄放三极管，为外接电容提供充放电回路。利用555定时器设计电路时，主要是考虑如何让2和6的电位发生变化（外接信号或利用电容器的充放电过程实现）而让定时器的输出状态发生变化，而设计成各种具有不同功能的电路。实际555器件如小图所示，有小圆点对应的脚为1脚，依逆时针方向依次为2，3，4，5，6，7，8号脚。 2、555应用：多谐振荡器（产生连续矩形波信号），电路原理如图所示（4脚为高电平时，电路振荡，4脚为低电平时，电路不振荡）。开始时，部泄放三极管由于其基极输入为低电平，是截止的，电源通过R2和R1对电容器C充电，2，6脚电位开始上升，当上升到2VCC/3时，电路状态发生翻转，部泄放三极管由于其基极输入为高电平，所以饱和导通，电容器通过R1放电，2，6脚电位又开始下降，直至降到VCC/3，电路状态再次发生翻转，部泄放三极管截止，电源再次对电容器充电。这样周而复始，输出连续的矩形波信号，由3脚输出。一般取C1为103电容。 理论推导：理论推导的依据是电容器的充电时间和放电时间的讨论。 充电时间的计算：从前面对芯片555的了解可知，在“7”脚部所接的泄流三极管截止时，电容器充电，充电电压从VCC/3充至2VCC/3，此时是电源通过R2+R1电阻向电容充电，由此可以利用电容器的电压与充电时间的函数关系计算出电容充电时间；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： 在充电过程中，R＝R1+R2 因此 分别计算出t1和t2，则充电时间为 T1 = t2 - t1 放电时间的计算：从前面对芯片555的了解可知，在“7”脚部所接的泄流三极管饱和导通时，电容器放电，放电电压从2VCC/3放至VCC/3