摘 要 I 摘 要 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)機(jī)動(dòng)車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道路建設(shè)由于歷史等各種原因相對(duì)滯后，交通擁擠和堵塞現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)。如何利用當(dāng)今計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)，有效地疏導(dǎo)交通，提高城鎮(zhèn)交通路口的通行能力，減少交通事故是很值得研究的一個(gè)課題。目前，國(guó)內(nèi)的交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅 、 綠 、 黃三種顏色的指示燈加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示器來控制行車。 本文 分析了現(xiàn)代城市交通 信號(hào)燈 控制與管理的不合理性，進(jìn)而提出一款更具人性化、智能化的城市交通燈控制 系統(tǒng) 的硬件電路設(shè)計(jì)方案。本系統(tǒng) 采用 555觸發(fā)器 為中心 器件 產(chǎn)生 振蕩電路來設(shè)計(jì)交通燈控制器，通過 振蕩 產(chǎn)生信號(hào)波，經(jīng)過 4024 加法器 確定 64S 為 一個(gè) 周期 。最后 通過 193 減法器與 4511 驅(qū)動(dòng)器 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼管的 控制， 達(dá)到 預(yù)期 效果。最后通過 真 說明了系統(tǒng)制作 過程 與調(diào)試結(jié)果 。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短、可靠性 高 、實(shí)用性 強(qiáng) 、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 關(guān)鍵詞 ： 交通燈 555 觸發(fā)器 真 I of in to as to of of is a At is in in a to of a 55 to a 024 4 s as a At 93 511 to of is 55 目 錄 錄 第 1 章 引言 . 1 選題背景 . . 1 研究目標(biāo)和意義 . 1 主要工作 . . 1 第 2 章 設(shè)計(jì)框圖與具體方案 . 3 計(jì)方案 . 3 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 . 5 時(shí)鐘脈沖的設(shè)計(jì) . 5 555 觸發(fā)器 . . 5 555 振蕩器 . . 6 計(jì)數(shù)功能電路的設(shè)計(jì) . 9 加法器的設(shè)計(jì) . 9 減法器的設(shè)計(jì) . 13 譯碼功能的設(shè)計(jì) . 14 譯碼：七段譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器 74. 14 譯碼功能：四線 511 . 15 示電路的設(shè)計(jì) . 15 數(shù)碼管 . 15 發(fā)光二極管 . 16 真軟件及仿真 . 17 仿真軟件 紹 . 17 仿真結(jié)果 . 19 第 4 章 電路板的設(shè)計(jì) . 21 電路設(shè)計(jì)軟件 紹 . 21 路原理圖 . 22 目 錄 設(shè)計(jì) . 24 布線規(guī)則 . 24 設(shè)計(jì) . 27 第 5 章 電路板的制作與調(diào)試 . 28 路板的調(diào)試 . 28 路板的測(cè)試 . 29 第 6 章 心得體會(huì) . 31 設(shè)計(jì)資料及參考文獻(xiàn) . 32 致謝 . 33 第 1 章 引言 1 第 1章 引言 題背景 交通是城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的命脈，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。汽車現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ?。汽車在給人們帶來便利的同時(shí)，也帶來了一系列令人困惑的問題，如環(huán)境污染、交通擁擠、交通事故頻繁發(fā)生，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來了很大的損失。城市交通問題困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要因素，人們對(duì)交通有效控制的意識(shí)越來越強(qiáng)烈。城市交通信號(hào)控制是通過對(duì)交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營(yíng)效率。其目標(biāo)在于改善交通流的質(zhì)量，更好的利用現(xiàn)有運(yùn)輸能力，提高交通流的安全性 、快速性和舒適性。 究目標(biāo) 和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長(zhǎng)，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重，道路運(yùn)輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性共同問題。交通問題已經(jīng)日益成為世界性的問題，城市交通事故、交通堵塞和交通污染問題愈加突出。為了解決車和路的矛盾，常用的有兩種方法：一是控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；二是增加供給，即大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施的辦法，在資源、環(huán)境矛盾越來越突出的今天，面對(duì)越來越擁擠的交通，有限 的資源和財(cái)力以及環(huán)境的壓力，也將受到限制。這就需要依靠除限制需求和提供道路設(shè)施之外的其他辦法來滿足日益增長(zhǎng)的交通需求。在現(xiàn)有的道路交通條件下，實(shí)施交通控制和管理，充分發(fā)揮現(xiàn)有道路的通行能力正是解決這一矛盾的途徑之一，大量事實(shí)已經(jīng)證明這種方法的有效性。 當(dāng)然，解決該問題最有效的方法是增加道路建設(shè)，但由于資金及城市空間的限制，該方法又出現(xiàn)諸多難處。因此，在有效道路的前提下，提高交通控制和管理水平，合理使用現(xiàn)有的交通設(shè)施，充分發(fā)揮其能力，是解決交通問題有效方法之一。 要工作 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 2 本次 設(shè)計(jì)決定使用數(shù)字電路 中 的 器件 與邏 輯電路完成 。其中 包括 555 觸發(fā)器、七位二級(jí)制加法計(jì)數(shù)器 4024， 十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 744511 驅(qū)動(dòng)器 等 器件來完成相關(guān)工作。畫圖 軟件 使用 出原理圖和 最后通過真 來 查看是否到達(dá) 預(yù)期要求 。 具體設(shè)計(jì) 要求如下 設(shè)計(jì) 一個(gè)交通燈控制器，它的 一個(gè) 周期 64 秒 ，平均分配，前 32 秒 紅燈亮，后 32 秒 綠燈亮。在 紅燈 亮的期間的后 8 秒 與紅燈在一起的黃燈閃爍；在綠燈亮的期間的后 8 秒 與綠燈在一起的黃燈閃爍；在黃燈閃爍期間，數(shù)碼管同時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示，在此期間外，數(shù)碼管不亮。 第 2 章 設(shè)計(jì)框圖與具體方案 3 第 2章 設(shè)計(jì)框圖 與具體方案 計(jì)方案 通過 查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)有三種方法可以達(dá)到 預(yù)期 效果 ： 第一種 ： 通過 編寫匯編語言程序來 完成 交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 利用 匯編語言程序中的 8255A 的 A 口 和 B 口 對(duì)燈的亮與滅進(jìn)行控制。首先 ， 要了解的是 8255A 是 如何工作的，包括它的 A 口 、 B 口、 C 口 和控制端口是如何寫數(shù)據(jù)的，頻率為 所以沒 10斷 一次。利用 不同 的狀態(tài)時(shí)間計(jì)數(shù)，用來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器 對(duì)設(shè)計(jì) 要求的定時(shí)。中斷 子程序 分為數(shù)碼管顯示刷新部分和紅綠黃燈各個(gè)狀態(tài)切換部分。 每 進(jìn)入 中斷 即刷新 示 。用對(duì)于東西車道黃燈閃爍利用標(biāo)志位判斷實(shí)現(xiàn)，滿足比較條件就暗，不滿足條件就 亮 。 第二種： 運(yùn)用 現(xiàn) 交通燈控制器。 采用 自頂向下設(shè)計(jì)，將此設(shè)計(jì)分為2 個(gè) 模塊：計(jì)時(shí)模塊（ 計(jì)時(shí)模塊 包括秒模塊，分鐘模塊和小時(shí)模塊） ， 控制模塊。將 兩個(gè)模塊分別用 言編寫成 。 采用 自定 向下的設(shè)計(jì)方法的有點(diǎn)事顯而易見的。由于 整個(gè) 設(shè)計(jì)師從系統(tǒng) 頂層 開始的，結(jié)合模擬手段，可以從一開始就掌握所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的性能狀況，結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求，在此時(shí)就調(diào)整設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行性能優(yōu)化或者折中取舍 。 隨著 設(shè)計(jì) 層次向下進(jìn)行，系統(tǒng)性能參數(shù)將得到進(jìn)一步的細(xì)化與確認(rèn) ， 保證設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。 相對(duì)于前 兩種方法，第三種方法 既能實(shí)現(xiàn) 預(yù)期功能，同時(shí) 又 不必像前兩種方法那樣 復(fù)雜 ，不需要通過編程來實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 。從 真正意義上做到了用最簡(jiǎn)單的電路和器件，完成 最 實(shí)用的功能。本次設(shè)計(jì)就是采用的第三種方法，具體 設(shè)計(jì) 方案如下： 第三 種 ：利用數(shù)字電路原理通過純硬件來 完成 交通燈控制電路的設(shè)計(jì)。一個(gè)555 脈沖 振蕩器 ，一個(gè)七位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 4024， 一個(gè)十進(jìn)制減法 計(jì)數(shù)器 可逆可預(yù)置十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74驅(qū)動(dòng)器 4511， 發(fā)光二極管 ，數(shù)碼管。紅燈 與 綠燈以及黃燈是否亮是由二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的輸出端狀態(tài)來決定的，因此，設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，它的輸入信號(hào)就是二進(jìn)制加法 計(jì)數(shù)器 的輸出信號(hào) ， 它的輸出就是發(fā)光二極管的控制信號(hào)。因此 ， 需要一個(gè)組合邏輯電路，六個(gè)發(fā)光二極管（ 兩個(gè) 紅色發(fā)光二極管，兩個(gè)綠色發(fā)光二極管，兩個(gè)黃色發(fā)光二極管） 電路 ，一個(gè)數(shù)碼管顯示電路。 如圖 2示： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 4 圖 2計(jì) 框圖 555 脈沖 振蕩器 4024 計(jì)數(shù)器 組合邏輯電路 發(fā)光二極管 193 計(jì)數(shù)器 4511 驅(qū)動(dòng)器 數(shù)碼管 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 5 第 3章 電路原理圖與仿真圖 鐘脈沖 的設(shè)計(jì) 55觸發(fā)器 555 定時(shí)器 是一塊常用的集成電路， 電路符號(hào) 如 圖 3 ： 圖 355 定時(shí)器 8 為 電源端 1 為公共端 所加 電源電壓范圍 ： 8V,最大 輸出電流 200部 電路原理圖如 圖 2，內(nèi)部有三個(gè)相同的分壓電阻，每個(gè)電阻上的電壓都為 1/3個(gè) 比較器 比較電壓為 3/2 比較電壓為 3/1比較器 +端 電壓大于比較器 -端 電壓是，比較器輸出高電平（ 用狀態(tài) 1 表示 ） ， 當(dāng)比較器 +端 電壓低于比較器 -電壓 時(shí)，比較器輸出低電平（ 用狀態(tài) 0 表示 ） 。 個(gè) 與非門構(gòu)成基本 發(fā)器 ， 輸出 緩沖 反 向 器，起 整形和提高 帶負(fù)載 能力的 的 作用。 泄放 三極管為外接電容提供充放電 回路 。利用 555 定時(shí)器 設(shè)計(jì)電路時(shí)，主要是考慮如何讓 2 和 6 的 點(diǎn)位發(fā)生變化（ 外界信號(hào)或利用電容器的充放電過程實(shí)現(xiàn)） 而讓 定時(shí)器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化，而設(shè)計(jì)成各種具有不同功能的電路。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 6 圖 355 觸發(fā)器 內(nèi)部 55振蕩器 555 多諧振蕩器 路 原理如圖 3（ 4 腳 為高電平時(shí)，電路 振蕩 ， 4 腳 為低電平時(shí)，電路不振蕩） 。 開始時(shí) ， 內(nèi)部泄放三極管由于其基極輸入為低電平，是截止的，電源通過 電容器 C 充電 ， 2,6 腳 點(diǎn)位開始上升，當(dāng)上升到 2/3路狀態(tài)發(fā)生 翻轉(zhuǎn) ，內(nèi)部泄放三極管由于其基極輸入為高電平，所以飽和導(dǎo)通，電容器通過 電 ， 2,6 腳 點(diǎn)位又開始下降，直至降到 1/3電路狀態(tài)再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，內(nèi)部泄放三極管截止，電源再次對(duì)電容器充電。這樣 周而復(fù)始 ，輸出連續(xù)的矩形波信號(hào)，有 3 腳 輸出 圖 355 振蕩器 理論 推導(dǎo)：理論推導(dǎo)的依據(jù)是電容器的充電時(shí)間和放電時(shí)間的 討論 。 充電 時(shí)間的計(jì)算：從前面對(duì)芯片 555 的 了解可知，在 7 腳 內(nèi)部所劫的泄放三極管截止是，電容器充電，充電電壓從 3/1 3/2此時(shí)是電源通過第 3 章 電路原理圖與仿真圖 7 1 電阻 向電容充電，由此可以利用電容器的電壓與充電時(shí)間的函數(shù)計(jì)算出電容充電時(shí)間；函數(shù)關(guān)系式可 由 電路分析課程中給出： ) 在充電 過程中， 1+此 13-1) 23-1) 分別 計(jì)算出 則充電時(shí)間為 T1=電 時(shí)間的計(jì)算：從前面對(duì)芯片 555 的 了解可知，在 7 腳 內(nèi)部所 接 的放流三極管飽和導(dǎo)通是，電容器放電，放電電壓從 2/3止 1/3此時(shí) 是 電容通過 阻 向電 容充電，由此可以利用電容器的電壓與放電時(shí)間的函數(shù)關(guān)系計(jì)算出電容放電時(shí)間；函數(shù)關(guān)系式可由電路分析課程中得出： 在 放電過程中， R=此 23 1 13 2 分別 計(jì)算出 則放電時(shí)間為 T1= 以上計(jì)算出的充電時(shí)間和放電時(shí)間之和就是周期，周期的倒數(shù)就是頻率。 最后 得到的結(jié)果 ： 振蕩器的頻率有電阻 電容 C 決定 。 f = 1+ 2) 脈沖 波的占空比由電阻 定 ，結(jié)果為 = 1+221+ 2 可見 ，當(dāng) 小 時(shí)，占空比接近 50。 本電路 555 多諧 振蕩器的頻率的確定，因?yàn)樾盘?hào)燈的狀態(tài)時(shí)間是以秒來計(jì)量電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 8 的，因此計(jì)數(shù)器的技術(shù)狀態(tài)應(yīng)以秒為 計(jì)數(shù) 最為方便，即指定計(jì) 數(shù) 器的 最低 位定位一定 是計(jì)數(shù)器的最低位） ， 因狀態(tài) 有 64 個(gè) 狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài) 對(duì)應(yīng) 時(shí)間為 1 秒 （ 頻率 為 1） ， 即 1 秒鐘 狀態(tài) 變化 1 次 ，而每一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng) 一個(gè)脈沖，因此， 是 1 秒鐘 產(chǎn)生的 1 個(gè) 脈沖，所以 555 的 振蕩頻率就應(yīng)該為 2 根據(jù)之前對(duì) 555 振蕩器的 分析可得，電容上的電壓 V+與 波形圖如圖 3示： 圖 3圖 3的 波形求得電容 C 的充電時(shí)間 放電時(shí)間 為 故電路的振蕩周期為： 因本 振蕩 路 2以 用 1M 電阻 ， 用 3M 電阻 ，如圖 3示 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 9 圖 355 振蕩器 輸出 的振蕩波形如圖 3示 ： 圖 3一個(gè) 周期 剛好 為 數(shù) 功能 電路 的設(shè)計(jì) 法器的 設(shè)計(jì) 七位 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 4024 各 引腳功能如圖 3 ： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 10 圖 3024 加法器 14 腳 為電源端，所接電源電壓范圍： +3V+5V， 7 腳 接地 2 腳 為復(fù)位端（ 清零端 ） ， 高電平有效。 1 腳 為脈沖信號(hào)輸入端，下降沿有效（ 即 計(jì)數(shù)器在脈沖下降沿時(shí)刻計(jì)數(shù)） 。 七個(gè)數(shù)據(jù)輸出端， 最高位， 最低位。 當(dāng) 輸入脈沖信號(hào)后，計(jì)數(shù)器輸出端的狀態(tài)變化： 00000001111111. 本電路 中的組合邏輯電路的輸出信號(hào)為二進(jìn)制 計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)計(jì) 號(hào) 頻率為 1，而 輸出應(yīng)為六個(gè)表示路口交通燈信號(hào)的發(fā)光二極管 （一方 為紅綠黃燈 一方 為紅綠黃燈的 控制信號(hào)，分別用 示 。但是一到 態(tài) 相同， 態(tài) 相同， 態(tài) 相同，所以實(shí)際上只要三個(gè)輸出信號(hào) 即可 ，分別用 示 。 本電路 因?yàn)榭刂浦芷谑?64 秒 ，所以只需要 64 個(gè) 狀態(tài)，因此只要用 4024 輸出端 的 6 個(gè) 輸出端就可以 了 ，本人決定用狀態(tài) 組合 邏輯電路的輸出信號(hào) 電路的輸入信號(hào) 4， 關(guān)系的討論；信號(hào)燈的定義， 示 紅燈， 示 綠燈， 示 黃燈 。 對(duì)于 其中一路信號(hào)燈來說，前 32 秒 （ 對(duì)應(yīng) 的 4024 計(jì)數(shù)器 輸出端狀態(tài) 000000 111111） 紅燈 1 亮 ，綠燈 1 不亮 。 而在 這 32 秒 內(nèi)的時(shí)間內(nèi)，前 24 秒 （ 對(duì)應(yīng) 的 4024 計(jì)數(shù)器 輸出 狀態(tài) 000000 111111） 黃燈 不亮。后 8 秒 （ 對(duì)應(yīng) 的 4024 計(jì)數(shù)器 輸出端狀態(tài) 010111 0111111） 黃燈 亮。 另一路 的燈亮狀態(tài)分析與上一路的分析完全相同。 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 11 綜上所述 用 如下 真值表 表示： 編號(hào) 6 4 11 13 22 明 0 15 0 0 X X X X 1 0 0 0 1 0 紅 1 綠 2 亮 16 23 0 1 0 X X X 1 0 0 0 1 0 紅 1 綠 2 亮 24 31 0 1 1 X X X 1 0 1 0 1 1 紅 1 綠 2 黃 12 亮 3247 1 0 X X X X 0 1 0 1 0 0 紅 2 綠 1 亮 48 55 1 1 0 X X X 0 1 0 1 0 0 紅 2 綠 1 亮 56 63 1 1 1 X X X 0 1 1 1 0 1 紅 2 綠 1 黃 12 亮 從 以上可知 11 = 7， 21 = 7,需要 低電平有效 時(shí) ， 1 = 7 12 = 7， 22 = 7,需要 低電平有效 時(shí) ， 2 = 7 13 = 23 = 65 = 65 考慮 到黃燈需要閃爍，可以讓 號(hào) 和 號(hào) （ 頻率 為 1 脈沖波）加到 一個(gè)二輸入的與非門的兩個(gè)輸入端 ， 輸出信號(hào)為 4 = 3 1 當(dāng) 0 時(shí) ， 當(dāng) 1 時(shí)， 1 可見 ，需要 電平 有效，這樣 0 時(shí) ，黃燈不亮， 1 時(shí) ，黃燈閃爍。 由 以上討論可知，需要兩個(gè)二輸入的與非門，三個(gè)非門，為節(jié)約期間，三個(gè)非門中的兩個(gè)非門用與非門實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)非門用三極管實(shí)現(xiàn)。這樣 ， 需要四個(gè)二輸入的與非門，正好可以用芯片 74一個(gè)三極管構(gòu)成的與非門 。 74形 為 74 一塊四 有四個(gè)完全一樣的二輸入的與非門， 14 腳 接 +5V） ， 7 腳 接地 它們 中 的 四個(gè)二輸入的與非門如 示 ： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 12 圖 34中 A,B 為 與非門的兩個(gè)輸入端， Y 為 輸出端。額定 拉 電流 4額定灌電流 8額定輸出高電平電壓為 當(dāng) 脈沖從 555 振蕩器 發(fā)出后，通過 4024 計(jì)數(shù)器 ， 因?yàn)?1 腳 為脈沖信號(hào)輸入端，下降沿有效（ 即 計(jì)數(shù)器在脈沖下降沿時(shí)刻計(jì)數(shù)） 。 所以 通過 成 疊加功能，使其周期達(dá)到 64s。 4024 計(jì)數(shù)器 電路圖如 圖 3示： 圖 3024 計(jì)數(shù)器 出 的波形如 圖 3示： ， 圖 3法器 輸出信號(hào) 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 13 法器 的設(shè)計(jì) 可預(yù)置二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74預(yù)置二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74圖 3 393 減法器 74形 結(jié)構(gòu)為 其中 8 腳 接地 16 腳 接 +5V 電源 。 加 計(jì)數(shù) 脈沖信號(hào)輸入端。 減計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸入端。 計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)輸出端， 最高位， 最低位。 計(jì)數(shù)器 預(yù)置數(shù)輸入端，當(dāng)計(jì)數(shù)器處于預(yù)置數(shù)狀態(tài)時(shí)，通過該輸入端預(yù)置數(shù)，此時(shí) 3 復(fù)位信號(hào)輸入端，上升沿有效，即當(dāng) 0 跳到 1 時(shí) ，計(jì)數(shù)器復(fù)位，此時(shí) 000。 當(dāng) 時(shí) ，計(jì)數(shù)器處于技術(shù)狀態(tài)。 預(yù)置數(shù)功能控制器，低電平有效，當(dāng) 時(shí) ，計(jì)數(shù)器處于預(yù)置數(shù)狀態(tài)，當(dāng) 時(shí) ，計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。 加計(jì)數(shù) 進(jìn)位 信號(hào)輸出端。 減計(jì)數(shù)借位信號(hào)輸出端。 根據(jù) 設(shè)計(jì) 要求 ， 預(yù)置 數(shù)為 8， ， 接高電平（ 電源 ） ， 1=， 接低電平（ 地 。 黃燈 不亮，即 時(shí) ，計(jì)數(shù)器需要處于預(yù)置數(shù)狀態(tài) ； 即 ， 黃燈亮 ，即 時(shí) ，計(jì)數(shù)器需要處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，即 。 可見 ， 3。 作為 減法器使用， 高電平 ， 脈沖信號(hào) 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 14 因 計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)或預(yù)置數(shù)狀態(tài)，不能處于復(fù)位狀態(tài)，因此讓 。 從 前面討論可知，多諧振蕩器振蕩頻率為 2此 確定多諧振 蕩器電路的電容和電阻。 193 減法器 在電路中如圖 3示： 圖 393 減法器 碼 功能的設(shè)計(jì) 碼： 七段 譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器 74線 七段 譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器 74 圖 3： 圖 38 驅(qū)動(dòng)器 16 腳 接電源 8 腳 接地 8421數(shù)據(jù)輸入端 ， 高位， A 為 最低位。 電平 有效，輸出電流 小于 6為 7 個(gè) 輸出端，分別接七段數(shù)碼管的 7 個(gè) 輸入端 接數(shù)碼管 必須是共陰數(shù)碼管。 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 15 測(cè)試輸入端，低電平有效，即當(dāng)此燈為低電平切 高電平（ 或開路） 時(shí) ，輸出 全為 高電平，數(shù)碼管內(nèi)所有發(fā)光二極管全亮。 隱輸入（低電平 有效） /脈沖 消隱輸出（ 低電平 有效） ， 只要此 端 為低電平，輸出 全為 低電平 ， 數(shù)碼管內(nèi)所有發(fā)光二極管全不亮。 沖 消隱輸入端，低電平有效。當(dāng)此端 為 低電平且 同時(shí)為低電平是，輸出全為低電平，數(shù)碼管 內(nèi) 所有 發(fā)光二極管 全不亮。 從 以上結(jié)果知道，要讓數(shù)碼管正常顯示 0 9,3,4,5 腳 都要接高電平。要讓 數(shù)碼管 1 9 而不顯示 0， 則 3 接高電平 ， 5 接 低電平， 4 懸空 （ 或 電源通過電阻接4） 。這實(shí)際 上就是消 0， 例 于 最高位的數(shù)碼管就希望是這樣 。 碼功能 ：四線 511 四線 七段 譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器 4511(內(nèi)帶 上拉電阻 )如圖 3 ： 圖 3511 驅(qū)動(dòng)器 4511 的 使用與 74本相同 ，但是有兩點(diǎn)需要注意： 功能腳 5的 使用 區(qū)別 ， 74 高電平有效，而 4511 是 低電平有效。 74 內(nèi)帶限流電阻的，而 4511 是 不帶限流電阻的，因此，在使用 451時(shí) ， 4511 的 輸出端與數(shù)碼管的輸入端 之間是要串接限流電阻的。 示 電路 的設(shè)計(jì) 碼管 數(shù)碼管 的輸出引腳排列方式如下圖 3示： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 16 圖 3碼管 數(shù)碼管 的符號(hào) 數(shù)碼管的 輸出引腳有兩種形式，一種是上下排列，一種是兩邊排列。 組成數(shù)碼管 的七段實(shí)際上就是七個(gè)發(fā)光二極管， 當(dāng) 這七個(gè)發(fā)光二極管中不同的二極管 亮?xí)r，就是現(xiàn)實(shí) 0 9 中 不同的數(shù)字。 數(shù)碼管 的使用需要注意的是： 數(shù)碼管 有共陰數(shù)碼管和供養(yǎng)數(shù)碼管之分，所謂共陰數(shù)碼管就是公共端 所謂供養(yǎng)數(shù)碼管就是公共端 電源 。 二是 要注意數(shù)碼管的電流大小，一般不要超過 10三 是要注意各管腳功能的確定。 在 不清楚數(shù)碼管的基本情況時(shí)，可用測(cè)量的方法確定。電源 腹肌 接公共端，電源正極通過一個(gè)電阻（ 5V 電源 時(shí)，電阻可為 500 到 1K， 12V 電源 時(shí) ， 電阻可為 2K） ， 再加到任一輸入端，觀察數(shù)碼管的燈亮與不良情況，判斷數(shù)碼管的類型各管腳。 光二極管 電路最后實(shí)現(xiàn) 的功能就是通過紅黃綠三種顏色的發(fā)光二極管表現(xiàn)的，如圖3示： 第 3 章 電路原理圖與仿真圖 17 圖 3極管 電 路 一個(gè) 周期 64 秒 ，平均分配，前 32 秒 紅燈亮，后 32 秒 綠燈亮。在 紅燈 亮的期間的后 8 秒 與紅燈在一起的黃燈閃爍；在綠燈亮的期間的后 8 秒 與綠燈在一起的黃燈閃爍；在黃燈閃爍期間，數(shù)碼管同時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示，在此期間外，數(shù)碼管不亮。 真軟件 及 仿真 真軟件 稱司 )推出的以 其（即 新推出的 目前美國(guó) 司的 包含有電路仿真設(shè)計(jì)的模塊 計(jì)軟件 線引擎 通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊 個(gè) 個(gè)部分有增強(qiáng)專業(yè)版（ 專業(yè)版（ 個(gè)人版（ 教育版（ 學(xué)生版（ 演示版（ 多個(gè)版本 各版本的功能和價(jià)格有著明顯的差異。 3 用軟件的方法虛擬電子與電工元器件 虛擬電子與電工儀器和電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 18 3 是一個(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件。 3 的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的 產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到 因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。 3 的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全 有一般實(shí) 驗(yàn)用的通用儀器如萬用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源而且還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒有的儀器 如波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。 3 具有較為詳細(xì)的電路分析功能 可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、 時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電 路分析方法3 可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路 包括電工學(xué)、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及微控制器和接口電路等?？梢詫?duì)被仿 真的電路中的元器件設(shè)置各種故障如開路、短路和不同程度的漏電等從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的同時(shí)軟件還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)列出被仿真電路的所有元器件清單 以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)等。 3 有豐富的 能 其 統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南更要的是包 含有元器件的功能解說 這種元器件功能解說有利于使用行 學(xué)。另外 提供了與國(guó)內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件 能通過 持 言的電路仿真與設(shè)計(jì)。 利用 3 可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比具 有如下特點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)修改調(diào)試方便設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全 可以 完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線和電路原理圖實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際的元器件實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類和數(shù)量不受限制實(shí)驗(yàn)成本低實(shí)驗(yàn)速度快效率高 設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可第 3 章 電路原理圖與仿真圖 19 以直接在產(chǎn)品中使用。 3 易學(xué)易用 便于電子信息、通信工 程、自動(dòng)化、電氣控制類專業(yè)學(xué)生自學(xué)、便于開展綜合性的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn) 有利于培養(yǎng)綜合分析能力、開發(fā)和創(chuàng)新的能力 。 真結(jié)果 0s 24s： 綠燈 1，紅燈 1 亮 ，其余全不亮 ， 如圖 3示 圖 3真圖 24s 32s： 綠燈 1，紅燈 1 亮， 黃燈 1、 黃燈 2 閃爍 ，數(shù)碼管從 8 開始 計(jì)時(shí)，如圖 3示 圖 3真圖 電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 20 32s 56s： 綠燈 2、紅燈 2 亮 ，其余全不亮 ， 如圖 3示 圖 3真圖 56s 64s： 綠燈 2、紅燈 2 亮， 黃燈 1、 黃燈 2 閃爍 ，數(shù)碼管從 8 開始 計(jì)時(shí)，如圖 3示 圖 3真圖 第 4 章 電路板的設(shè)計(jì) 21 第 4章 電路板 的設(shè)計(jì) 路 設(shè)計(jì)軟件 供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。 單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和 統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于 分立處理器的 嵌入式 軟件開發(fā) 以及 圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能 ,使得 為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案一個(gè)既滿足當(dāng)前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。 最新發(fā)布的 您帶來了一個(gè)全新的管理 元器件 的方法 ，其中包括新的用途系統(tǒng) 、 修改管理，新的生命周期和審批制度實(shí)時(shí)供應(yīng)鏈管理等更多的新功能 。 0 將繼續(xù)保持不斷插入新的功能和技術(shù)的過程，使得您可以更方便輕松地創(chuàng)建您的下一代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 統(tǒng)一的設(shè)計(jì)架構(gòu)以將硬件，軟件和可編程硬件等等集成到一個(gè)單一的應(yīng)用程序中而聞名。它可讓您在一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)，甚或是整個(gè)團(tuán)隊(duì)里自由地探索和開發(fā)新的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和設(shè)計(jì)思想，團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人都擁有對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)過程的統(tǒng)一的 設(shè)計(jì)視圖 。 0 提供了 一個(gè)強(qiáng)大的高集成度的板級(jí)設(shè)計(jì)發(fā)布過程，它可以驗(yàn)證并將您的設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，這些操作只需一鍵完成，從而避免了人為交互中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。發(fā)布管理系統(tǒng)簡(jiǎn)化規(guī)范了發(fā)布 你 的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程，或者更具體地說，是那些項(xiàng)目中定義的配置， 直觀，簡(jiǎn)潔而且穩(wěn)定。更重要的是，該系統(tǒng)可以被直接鏈接到您的后臺(tái)版本控制系統(tǒng)。 新增的強(qiáng)大的預(yù)發(fā)布驗(yàn)證手段的組合 - 用以確保所有包含在發(fā)布中的設(shè)計(jì)文件都是當(dāng)前的，與存儲(chǔ)在您的版本控制系統(tǒng)中的相應(yīng)的文件 主人 保持同步的文件，并且通過了所有特定的規(guī)則檢查（ 等等 ) 從而 你 可以在更高層面上控制發(fā)布管理，并可保證卓越的發(fā)布質(zhì)量。 與過去以季節(jié)性主題（如 命名的方案不同，而是采用新型的平實(shí)的編號(hào)形式來為新的發(fā)布版本進(jìn)行命名。最新發(fā)布的 0 將繼續(xù)保持不斷插入新的功能和技術(shù)的過程，使得您可以更方便輕松地創(chuàng)建您的下一代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 統(tǒng)一的設(shè)計(jì)架構(gòu)以將硬件，軟件和可編程硬件等等集成到一個(gè)單一的應(yīng)用程序中而聞名。它可讓您在一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)，甚或是整個(gè)團(tuán)隊(duì)里自由地探索和開發(fā)新的設(shè)計(jì)創(chuàng)意 和設(shè)計(jì)思想，團(tuán)隊(duì)電子科技大學(xué)成都學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 22 中的每個(gè)人都擁有對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)過程的統(tǒng)一的設(shè)計(jì)視圖。 在軟件解決方案的開發(fā)過程中，偶爾腦子里會(huì)跳出不斷進(jìn)化的創(chuàng)意，跳出的每一個(gè)創(chuàng)意都在它能做么，并且能給用戶帶來什么好處方面，帶領(lǐng)軟件的解決方案到一個(gè)更高的臺(tái)階。 0 的到來是對(duì)于 又一個(gè)進(jìn)化跳躍 是軟件及其功能上的世代性的交替和革新，如果您愿意縱向追溯，其規(guī)模臺(tái)推出以來，從未見過的以單一的統(tǒng)一模式交付的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 此次飛躍的亮點(diǎn)