十字路口交通管理器设计.doc

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1、 目录一、 设计内容和设计要求。 1、 设计内容 4页2、 设计总体思路，基本原理和框图 5页3、 单元电路设计（各单元电路图） 6页4、 总电路设计（总电路图） 10页二、 电路的安装与调试，以及故障分析和电路改进。1、 电路的安装与调试 11页2、 故障分析和电路改进 12页三、 总结和分析调试体会。 13页四、 附录（元器件清单以及引脚图等）。 14页五、 参考文献。 16页六、 课程设计评分表。 17页设计内容与设计要求一、设计内容：自选元器件设计制作一个十字路口交通管理器。该管理器控制甲、乙两道的红、黄、绿三色灯，指挥车辆和行人安全通过。交通管理器示意图如图所示:图中R1、Y1、G1

2、是甲道红、黄、 绿灯；R2、Y2、G2是乙道红、黄、绿灯。3个定时器分别确定甲道和乙道通行时间t3、t1以及公共停车（黄灯亮）时间t2。具体设计要求如下：1、用四位数码显示器分别显示甲乙两道通行、禁止与等待时 2、交通灯控制器工作流程如下：甲道通行（乙道禁止）40S公共停车（黄灯亮）5S乙道通行（甲道禁止）25S公共停车（黄灯亮）5S甲道通行（乙道禁止）40S二、设计要求： 1. 设计总体思路，基本原理和框图。十字路口交通管理器可以自动控制交通灯，以倒计时的方式计时。在这次实验中我们采用了基本的数字芯片，发光二极管和数码管等各种元器件，并通过数电的知识，来实现这样的要求。其中用数码管显示时间，

3、用发光二极管来模拟交通灯，用各种芯片来实现复杂的逻辑电路。交通灯的亮灭为以下四步骤： 甲绿乙红（40s）甲黄乙黄（5s）甲红乙黄（25s）甲黄乙黄（5s） 用2片160计数来进行主控，通过给予周期性的一秒时钟信号，先经过40S的步骤一，进入40S定时器1的单元电路；再经过5S的步骤二,进入5S定时器3的单元电路；以及25S的步骤三，进入25S定时器2的单元电路；和5S的步骤四，进入5S定时器3的单元电路，从而形成四步骤的循环计数主控电路。电路设计方案框图产生周期为一秒的时钟信号提供脉冲 两片160实现十进制计数，控制数码管倒计时显示，并为控制器部分提供脉冲主控6片192实现3个定时器的倒计时功

4、能分段通过逻辑门电路分别控制发光二极管的3种显示状态2. 单元电路设计（各单元电路图）。 主控电路：包括2片160，若干逻辑门，以及交通灯的控制。 定时器1的40S单元电路：通过2片192芯片，进行40进制的减法运算，并用数码管显示时间，此时甲道路呈绿灯状态，乙道路呈红灯状态。定时器2的25S单元电路：通过2片192芯片，进行25进制的减法运算，并用数码管显示时间，此时甲道路呈红灯状态，乙道路呈绿灯状态。定时器3的05S单元电路：通过2片192芯片，进行05进制的减法运算，并用数码管显示时间，此时甲道路呈黄灯状态，乙道路呈黄灯状态。3.总电路设计（总电路图）。 总电路由主控电路以及3个单元电路

5、组成。此电路经过软件仿真，显示输出结果正确无误。 十字路口交通管理器总电路电路的安装与调试，以及故障分析和电路改进 一、电路的安装、调试步骤。电路按照模块化搭接1首先搭接驱动部分秒脉冲源，搭接完成后，测量此脉冲源周期是否为1s左右，是即为正确。2然后搭接主控电路部分，由2片160芯片，发光二极管和若干逻辑门组成，搭接完成后，在两输出端接数码管，秒脉冲源给予时钟信号，观察数码管的时间显示是否与预期相符。3去掉测试数码管，开始搭接红绿灯显示部分，搭接完成后，由秒脉冲源为主控电路提供时钟信号，控制部分输出接入红绿灯显示部分，观察红绿灯显示是否于预期相同；4. 最后搭接3个定时器的部分电路，搭接完成后

6、，192的数据置入端先接入任意测试数据，由秒脉冲源提供时钟信号，观察倒计循环显示是否符合所输入的数据。5. 按照经过仿真的电路图，将几个模块搭接在一起，观察显示是否正确，调试电路。二、故障分析和电路改进。由于是模块化组装搭接电路，所以调试各模块电路不是很复杂，出现故障后可以及时排查，并且很快找到故障位置，通过测量相关芯片的各引脚电位和其相对应的功能，出现异常后，排查接触是否良好，输入是否正确，或者线是否接错位置，这样能够很快的解决问题。 在这次的试验中，起先是模块化连接电路，也用了多个二极管来做测试，但是最终出现的问题是：整体电路连接好了之后，电路结果却未像所期望的出来。然后自己就不停的测试看

7、哪个地方接错了，或者漏线了。于是我先检查了2片160还会按照以前的那几个状态循环吗？这个是好的，接着再看看其所连接的192的定时器电路是不是倒计时，如果是好的，接着看红绿灯的变化情况。如果这些是好的，再可以逻辑门芯片是否正常工作，如果答案是好的，那么就直接看数码管的显示是否与他的计数符合。排故了很久，最终发现原因是电路的连线问题，有时候会因为你的电路线接的不够紧，牢使得数码管的显示因为你不小心碰了一下板子而改变，或者是线接错位置，导致电路无法像正常时那样运行。总结和分析调试体会本次课程设计集纸上设计，软件仿真，电路搭接于一体，是实践和理论的一次完美结合。我们这组的课题是：十字路口交通管理器。记

8、得在刚开始设计电路时，我是用2片160形成四个步骤的循环计数主控功能，但发现定时器的时间总是和正常的时间有1秒左右的误差，后来经过反复测试，得出了是没有考虑到各个芯片置数的有效时间和先后关系，这样设计出的电路与预期状态有个一秒的差距。经过和本组同学的相互交流和详细讨论，通过对交通灯的每个工作周期和工作状态的详细研究，认识到了我们在使用160进行总控时，需要把时间段重新分配一下，恰好做到当上个定时器结束工作时，下个定时器正好开始工作。然后再是连接实际的电路，包括由6片192组成的3个定时器电路，交通灯电路和主控电路。在试验箱上安装芯片一直到接线完成的过程中，出现了很多问题，其中最常见的问题就是线

9、接错了，或者漏线了，这会导致部分电路甚至整个电路都无法正常工作。所以在接线时一定要按照步骤一步一步来，切勿急躁，良好的接线技巧会让自己高效率的完成电路接线。在调试过程中，一旦有故障，不能着急乱搞，良好的排故方法显得尤为重要。刚开始就是因为自己的生疏和技巧掌握不娴熟，总是排不出故障，后来知道方法后耐心的一步一步排故，很快就能找出哪个地方出现了问题，并给予解决。这次接线调试过程中，让我深深的体会到了排故的重要性。总得来说，经过这两周的课程设计，不仅加深了对数字电路理论的理解，更提高了动手实践能力，在掌握了其仿真软件的基本使用方法后，更重要的是熟悉了对该类电路的实际检测能力。这种实践和理论相结合的实

10、习让自己收获颇多，十分感谢学校提供了这么一次宝贵的实习机会，同时也十分感谢这两周以来老师的耐心教导。附录（元器件清单以及引脚图等）1. 直流稳压电源、信号源等仪器；2. 数字电子综合实验箱。3数电芯片：74LS00芯片2个，74LS02芯片1个，74LS04芯片2个，74LS08芯片2个，74LS32芯片2个，74LS160芯片2个，74LS192芯片6个。 74LS160引脚图：74ls192引脚图：电路插线图：参 考 文 献电子技术与EDA技术课程设计郭照南主编电子技术课程设计指导 彭介华 主编电子线路设计、实验、测试 谢自美主编 项 目评 价优良中及格差设计方案的合理性与创造性软件设计完成情况硬件调试完成情况设计说明书与设计图纸质量答辩情况独立工作能力完成任务情况出勤情况综 合 评 分电气与信息工程系课程设计评分表 指导教师签名：_ 日 期：_ 注：表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。