1、I彳由丹4闿恭協(xié)Central Scxjth Uiitiy q-F hQi?r? and 1口匚九門門|內(nèi)級(jí)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告交通燈控制器院（系）：計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)：級(jí)通信工程一班姓 名:謝仙學(xué) 號(hào):4505指導(dǎo)教師:楊菊秋06月25日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1引言3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2任務(wù)與要求3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3課程設(shè)計(jì)摘要及整體方框圖34課程設(shè)計(jì)原理

2、4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 4.1 555定時(shí)器5 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 4.2七位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4024 64.3二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS19384.4數(shù)碼顯示電路910結(jié)論10體會(huì)與收獲附錄： TOC o 1-5 h z 1、 整體電路原理圖112、 元件表123、 焊接與調(diào)試121引言交通信號(hào)燈常見于交叉路口，用來(lái)控制車輛的流量，提高交叉路口車輛 的通行能力，減少交通事故。本交通燈設(shè)計(jì)主要由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、 譯碼顯示電路組成。秒脈沖發(fā)生器由NE555產(chǎn)生脈沖，計(jì)數(shù)

3、器由74LS193 和4024實(shí)現(xiàn)譯碼電路采用74LS48和七段數(shù)碼管來(lái)顯示。2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求交通燈控制信號(hào)的應(yīng)用非常廣泛。本電路設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制器， 需要達(dá)到的目的如下；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（注意：紅燈同時(shí)亮）。為了顯示效果明顯，設(shè)計(jì)閃爍頻率為1。在綠燈亮的期間的后8秒與綠燈在一起的黃燈閃爍（注意：綠燈同時(shí)亮），為了顯示效果明顯，設(shè)計(jì)閃爍頻率為1。在黃燈閃爍期間，數(shù)碼管同時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示，在此期間以外，數(shù)碼管 不亮。3課程設(shè)計(jì)摘要及整體方框圖為了完成交通燈控制電路的設(shè)計(jì)，方案考慮如下：一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，一個(gè)二進(jìn)

4、制加法計(jì)數(shù)器，一個(gè)十進(jìn)制減法 計(jì)數(shù)器，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(lái)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（二個(gè)紅色發(fā)光二極管， 二個(gè)綠色發(fā)光二極管，二個(gè)黃色發(fā)光二極管）電路，一個(gè)數(shù)碼管顯示電 路。結(jié)構(gòu)圖如下：4課程設(shè)計(jì)原理分析及相關(guān)知識(shí)概述脈沖信號(hào)發(fā)生器由定時(shí)器555構(gòu)成。二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由七位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器由74LS193可逆可預(yù)置十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。組合邏輯電路根據(jù)其輸入輸出的邏輯關(guān)系后再確定電路芯片。驅(qū)動(dòng)器選用74

5、LS48。從以上討論可知，需要對(duì)所采用的芯片有比較詳細(xì)的了解。下面對(duì)以上幾 種芯片的基本知識(shí)和基本特性進(jìn)行介紹。4.1 555定時(shí)器 555定時(shí)器是一塊常見的集成電路，電路符號(hào)如左圖所示,8為電源端VCC, 1為公共端GND。所加電源電壓范圍：4.5VVCC18V,最大輸出電流達(dá) 200mA。內(nèi)部電路原理圖如右圖所示，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1/3VCC。兩個(gè)比較器C1和C2, C1的比較電壓為2/3VCC, C2的比較電壓為1/3 VCC,當(dāng)比較器” +”端電壓大于比較器”-” 端電壓時(shí)，比較器輸出高電平（其狀態(tài)用1表示），當(dāng)比較器” +”端電壓低 于比較器”-”端電

6、壓時(shí)，比較器輸出低電平（其狀態(tài)用0表示）。G1, G2 兩個(gè)與非門構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，G3為輸出緩沖反相器，起整形和提高帶 負(fù)載能力的作用。T為泄放三極管，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的電位發(fā)生變化（外接信號(hào) 或利用電容器的充放電過(guò)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。實(shí)際555器件如小圖所示，有小圓點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的腳為1腳，依逆時(shí)針方向依次為2, 3, 4, 5, 6, 7, 8號(hào)腳。555應(yīng)用：多諧振蕩器（產(chǎn)生連續(xù)矩形波信號(hào)）,電路原理 如圖所示（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)，

7、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 經(jīng)過(guò)R2和R1對(duì)電容器C充電，2, 6腳電位開 始上升，當(dāng)上升到2VCC/3時(shí)，電路狀態(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，因此飽和導(dǎo)通，電容器經(jīng) 過(guò)R1放電,2, 6腳電位又開始下降，直至降到VCC/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)，由3腳輸出。一般取C1為103電容。理論推導(dǎo)出，振蕩器的頻率由電阻R1, R2和電容C決定。1.43J =(2 R1 + R)C脈沖波的占空比由電阻R1和R2決定，結(jié)果為Y=2 R + R2可見，當(dāng)R2越小時(shí)，占空比接近50%。4.2七位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4024七位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4024各腳功能如圖所 示，14腳為電源端，所接電源電壓范圍: +3V-+15V 7腳接地GND。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)）。Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1是七個(gè)數(shù)據(jù)輸出端,Q7為最高位,Q1為最低位。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入信號(hào)為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào) Q7Q6Q5Q