数字电路课程设计——交通灯报告书.pdf

华北科技学院课程设计 交通灯控制系统设计报告 目 录 一．设计任务和要求„„„„„„„„„„„„„„„02 二．系统模块功能关系设计„„„„„„„„„„„„02 三．电路设计计算与分析„„„„„„„„„„„„„03 3-1 时钟脉冲信号的产生„„„„„„„„„„„„03 3-2 主状态控制电路„„„„„„„„„„„„„„03 3-3 信号灯驱动电路„„„„„„„„„„„„„„04 3-4 计时器电路„„„„„„„„„„„„„„„„06 3-5 计时器显示电路„„„„„„„„„„„„„„„10 3-6 总体电路图仿真„„„„„„„„„„„„„„11 四．PCB 制板说明及其附图„„„„„„„„„„„„„12 五． 电路设计总结与心得„„„„„„„„„„„„„14 六．附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 七． 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 1 华北科技学院课程设计 一．设计任务和要求 利用所学数字电路知识，设计简单交通灯控制电路。在由一 条主干道和一条支干道汇合形成的十字交叉路口，为确保车辆安 全、迅速地通行，在交叉路口的每一个入口处设置红、黄、绿三 色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶 中的车辆有时间停靠在禁止线外，以此实现红绿灯对城市交通的 自动指挥。 （1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 （2 ）当主道允许通行时绿灯亮，支干道亮红灯，而支干道允许 亮绿灯时，主干道亮红灯。 （3 ）主支干道交替允许通行，主干道每次允许放行30S ，支干道 20S 。设计30S 和20S 计时显示电路。 （4 ）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮 5S 的黄 灯作为过渡，设置5S 计时显示电路。 二．系统模块功能关系设计 本系统设计中，根据要求可以建立四个功能模块，分别是主 控制器模块、时钟脉冲信号发生模块、计时器与时间显示模块、 信号灯驱动模块。主控模块起到控制和联系其它各模块的作用， 其它模块反过来作用于主控模块，实现整个系统的正常运行。经 过最终设计与论证，得到个模块的关系如下图所示： 时 主控制电路 信号 钟 灯与 脉 时间 冲 显示 计时器电路 2 华北科技学院课程设计 三．电路设计计算与分析 1.时钟脉冲信号的产生 时钟脉冲信号由555 定时器与相应大小的电阻和电容连接而 成的多谐振荡器来产生。由于电路中需要的脉冲信号周期为 1S ， 如果选用的电容分别是 10UF 和 0.01UF，则根据周期计算公式 T=(R1+2R2)CLN2，可得到R1+2R2 的阻值为144K 欧，因此我们令 R1 等于39K 欧，R2 等于51K 欧，则连接而成的由555 定时器构 成的多谐振荡器如图3-1 所示。 VCC 5V VCC U34 555_TIMER_RATED XSC1 R1 39kΩ VCC Tektronix