交通指示灯课程设计.doc
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1、交通指示灯摘 要: 用555定时器构成的多些振荡器来控制产生周期为一秒的脉冲信号,用两片74LS192N可逆十进制计数器实现倒计时功能,在倒计时显示方面用74LS192N 及74LS247N来实现倒计时,用74LS247N接共阳极数码管来实现译码显示功能。其中,第一片74LS192N的预置数从高到低依次接0011(对应的十进制数为3),第二片74LS192N的预置数从高到低依次接0000(对应的十进制数为0)。要注意的是与74LS247N相连的数码管是共阳极的。关键词: 555计时器;共阳极;芯片;预置数 目 录1.设计背景 11.1了解数字电路系统的定义及组成11.2掌握时钟电路的作用及基本
2、构成12.设计方案12.1任务分析12.2方案论证23.方案实施 23.1原理图设计23.2电路仿真43.3 PCB制作 63.4安装与调试74.结果与结论75.收获与致谢86.参考文献87.附件 97.1电路原理图97.2 PCB布线图 107.3元器件清单101. 设计背景1.1了解数字电路系统的定义及组成数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号,其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中,通过输入电路对微弱信号进行放大、整形,得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设
3、计输入电路时,必须首先了解输入信号的性质,接口的条件,以设计合适的输入接口电路。在交通指示灯的设计中要了解74LS192N和74LS247N接法及工作性质。1.2掌握时钟电路的作用及基本构成时钟电路是数字电路系统中的灵魂,它属于一种控制电路,整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路,数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路,应根据系统的要求首先确定主时钟的频率,并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。此次课程设计所选的项目交通指示灯,用到的是由555构成的脉
4、冲频率为1Hz(即周期为一秒)的多谐振荡器,用以控制可逆十进制计数器74LS192N的倒计时控制端,让其实现倒计时功能。该多谐振荡电路,由555集成芯片和两只47K的电阻外加两个10uF的极性构成,在经过仿真验证后,其脉冲频率确为1Hz,符合设计所要求的脉冲频率。2. 设计方案2.1任务分析设计要求:1、设计制作一个十字路口的交通指示灯简易控制电路;2、红灯亮时表示停止,绿灯亮时表示通行,两条路线上通行和停止时间为30秒;3、通行和停止时间用数码管显示,采用倒计时方式。 此电路主要包括四部分:第一部分信号产生电路是由NE555构成的脉冲周期为一秒的多谐振荡器,用其产生的连续脉冲信号控制第二部分
5、的可逆十进制计数器74LS192N,该脉冲信号接入74LS192N的倒计时控制端CNT DWM端,让其实现倒计时功能。第二部分倒计时控制电路需要用到两片74LS192N,接入脉冲信号的74LS192N的预置数为0000,由该芯片的借位输出端TC DWN控制第二片74LS192N(该芯片的预置数为0011)的倒计时控制端,用于实现当个位由九变为零时,十位减少一,从而实现倒计时30秒的功能。第二部分的两个芯片的预置数控制端和预置数为0011的芯片的借位输出端连在一起,用于实现每倒计时30秒后,两个芯片返回为预置数,即重新从30秒开始倒计时。第三部分为译码显示部分,由两片74LS247N实现译码功能
6、,再由两个七段共阳极数码管实现显示输出功能。第四部分为74LS74控制的红绿灯显示部分,由预置数为0011的74LS192N的借位输出端TC DWN作为此芯片的输入控制端,该部分的基本部分为由D触发器构成的T触发器,每倒计时30秒后其输出状态翻转一次,接在两个输出端红绿灯翻转一次。由以上四个基本部分构成的电路即可实现交通灯设计要求。2.2方案论证 频率为1Hz时钟脉冲电路用555定时器接成多谐振荡器来实现。倒计时控制电路由两片十进制可逆计数器74LS192N实现倒计时30秒功能,译码显示电路采用两片74LS247N译码器外接两个共阳极七段数码管实现译码显示功能,红绿灯控制电路由一片74LS74
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