交通灯数电课程设计

课程设计

专 业： 题 目： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 时间： 年 月 日~ 年 月

日

一、 实验目的

1. 熟悉集成电路的引脚安排。 2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3. 了解数字交通灯控制电路的组成及工作原理。 4. 学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。 5. 熟悉数字交通灯控制电路的设计与制作。

二、 任务与要求

1. 在十字路口的两个方向上各自设计一组红绿灯，显示方向是其中一方方向是绿、黄、红，而另一方方向是红、绿、黄。

2.其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。

通过设计数字逻辑电路，在面包板上模拟交通信号灯控制系统。要求分主干道和支干道，每条道上安装红、绿、黄三种颜色灯，由三种状态自动循环构成。

1） 主干道方向通行，支干道方向禁止通行，历时1min。 2） 主干道方向禁止通行（黄灯），支干道方向禁止通行（黄灯），

历时10s。

3） 主干道方向禁止通行，支干道方向通行，历时1min。

主干道绿灯亮，支干道红灯亮（状态1）

主干道红灯亮，支干道绿灯亮（状态3） 主干道黄灯亮，支干道黄灯亮（状态2） 三、 系统框图

脉冲发生器 →控制电路 →计数器

↓ ↙ 交通灯

四、 相关材料（器件）

计数器 函数信号发生器 电源 开关 三态门 与门 或门 非门 彩灯 T触发器 计数器 示波器 导线

或非门 五、 设计方法

1、设计思路：

在设计中要求要实现四种状态的自动转换，首先要把这三

种状态以数字的形态表示出来。

可以要求二进制表示所需状态（00—状态1, 01—状态2 ，

10—状态3），循环状态：00—01—03—01—00。

数字电路课程中介绍的计数器就是通过有线几个不同状态

之间的循环实现不同模值计数，由此通过控制计数器的状态转换，再通过计数器的状态转换影响状态之间的互相转化（根据转化需要，需要利用其他进制的计数器，可由74LS161计数器制得）

2、分部分介绍电路

第一部分通过接通电源先使电路处于一状态，并打通

三态门，使函数信号发生器产生的脉冲传到下图中的计数器。

X1U14J1AKey = A U8TSETQ~QX6U12OR2U7OR2OR2V512 V CLKRESET5V_1W5V_1WU4A74HC126N_2VV95 V ABCDENPENTT_FFU31QAQBQCQDRCOXFG1LOAD~CLRCLKCNTR_4SDEC

第二部分 当上图的计数器输出端为1时，将使状态1停止，并使该计数器置零，开始状态2。然后脉冲信号通过三态门传输到状态2时的计数器。当下图中的计数器输出端为1时，状态2停止，同时将启动状态3（如何启动状态2，状态3在后面解释）。

U2ABCDQAQBQCQDRCOV212 V ENPENTLOAD~CLRCLKX5X4CNTR_4SDEC5V_1W5V_1WV1U6U3OR2U18OR2TSETQ~Q25 V U16OR2CLKRESETXFG4T_FFU11A74HC126N_2V

接下来为电路图的第三部分：

U20V712 V ABCDENPENTLOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCOV625 V CNTR_4SDECU29U32TSETQ~QOR2U28U34TSETQ~QCLKRESETXFG3T_FFOR2CLKRESETT_FFU25A74HC126N_2VX3X25V_1W5V_1W

通过第二部分的输出改变T触发器状态，启动状态三，并导通三态门，第三部分计数器开始接受脉冲信号，待到次计数器输出到1时，再次反馈影响状态2。

当状态3转化到状态2后，当状态2再次停止时，将转到状态1，电路将一直在这三个状态间循环转换。

3、电路的计时设计

通过调整输出脉冲高低电位持续的时间，并结合调整计数器的进制，可以使3个状态持续的时间达到设计要求。

六、 完整电路图

X1U14J1AKey = A U8TSETQ~QX6U12OR2U7OR2OR2V512 V CLKRESET5V_1W5V_1WU4A74HC126N_2VV95 V ABCDENPENTT_FFU31QAQBQCQDRCOXFG1LOAD~CLRCLKCNTR_4SDECU33TRISTATE_NEGU17U5ABCDQAQBQCQDRCOTCLKU27SETQ~QOR2RESETT_FFV712 V ABCDENPENTU20QAQBQCQDRCOV212 V ENPENTLOAD~CLRCLKV625 V CNTR_4SDECLOAD~CLRCLKCNTR_4SDECU29U32TSETQ~QV4U6OR2TCLKRESETOR2U28U34TSETQ~QCLKRESETXFG325 V U16SETQ~QT_FFOR2CLKRESETT_FFU25A74HC126N_2VX3X2XFG4T_FFU11A74HC126N_2V5V_1W5V_1WX7U1J2AKey = A U13TSETQ~QX8U15OR2U10OR2OR2V112 V CLKRESET5V_1W5V_1WU274HC126N_2VV35 V ABCDENPENTT_FFU3QAQBQCQDRCOXFG2LOAD~CLRCLKCNTR_4SDECXSC2Ext TrigAB

看图可以了解，当第一部分中的计数器输出为1时，输出到达第一部分的T触发器，改变Q的状态，由1变为0，状态1停止，并且关闭三态门，第一部分计数器停止接受脉冲。而此时由于第一部分计数器输出为1，到达第二部分T触发器，改变Q状态，状态2启动，同时第二部分的三态门导通，脉冲传到第二部分的计数器。当此计数器输出变为1时，第二部分的三态门关闭，状态2停止，并停止接受脉冲。同时状态3启动，并导通第三部分的三态门，第三部分计数器开始接

受脉冲，当计数器输出为1时，再次循环到状态2，状态3停止。此次当第二部分计数器输出再次变为1时，不去影响状态3了，而是使状态1启动，如此循环即可。

七、 心得体会

1、

通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理。

2、 在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想

老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

3、 我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由

于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认

识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。

4、 在制作PCB时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。

5、 在画好原理图后的做PCB版时，由于项目组成员对单面板的不熟悉，导致布线后元件出现在另一边，增加了布线难度，也产生很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利。

6、 经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心

中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同

样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反 问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。

对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是

困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

7、 此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

8、 在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！

八、 参考文献

阎石主编，数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社出版。

导教师评语： 成绩：

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