交通燈控制系統(tǒng)--數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)之交通燈控制系統(tǒng) 專業(yè)班級(jí)：物聯(lián)網(wǎng)112 指導(dǎo)教師：組 成 員： 一、內(nèi)容摘要二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求三、方案分析四、原理圖設(shè)計(jì) 4、1信號(hào)燈控制器電路 4、2信號(hào)燈譯碼器電路 4、3計(jì)時(shí)器系統(tǒng) 4、4顯示譯碼器 4、5 LED七段數(shù)碼管 4、6 555振蕩器組成的秒脈沖電路5、 整體電路圖以及工作原理六、參考文獻(xiàn)一、內(nèi)容摘要電路通過(guò)兩個(gè)D觸發(fā)器組成的四進(jìn)制級(jí)數(shù)器和由與非門組成的譯碼器來(lái)控制主干道和支干道紅、綠、黃燈的狀態(tài)變化，從而達(dá)到疏通車輛安全順利通過(guò)十字路口，有555計(jì)時(shí)和電容電阻組成的秒脈沖發(fā)生器，計(jì)時(shí)器由兩個(gè)74LS190計(jì)數(shù)器構(gòu)成，分別用于計(jì)時(shí)的十位和個(gè)位，顯示譯碼器

2、把74LS190輸出的BCD碼譯成七位二進(jìn)制代碼通過(guò)七段數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求為了確保在十字路口車輛安全順利的通過(guò)，在交叉路口設(shè)置紅、綠、黃三種信號(hào)燈，紅燈亮?xí)r禁止通行，綠燈亮?xí)r允許通行，黃燈亮?xí)r給行駛中的車輛有時(shí)間?？吭诮芯€外。 任務(wù)和要求：1、 在主干道和支干道之間交替放行，主干道每次放行50秒，支干道每次放行40秒。2、每次綠燈亮變紅時(shí)，黃燈先亮4秒，而原紅燈不變。3、用十進(jìn)制數(shù)顯示放行與等待時(shí)間。三、方案分析方案一、用數(shù)電電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)交通燈的控制1、交通燈控制系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示主要由控制器、定時(shí)器、譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等部分組成，秒脈沖發(fā)生器是

3、系統(tǒng)中定時(shí)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼器輸出兩組信號(hào)燈的控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要成分，由它控制定時(shí)器和譯碼器工作。圖1-1系統(tǒng)的原理框圖（1）圖中主干道綠燈亮，支干道紅燈亮。表示主干道上的車輛允許通行，支干道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間隔時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)信號(hào)，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。  （2）主干道黃燈亮，支干道紅燈亮。表示主干道上未過(guò)停車線的車輛停止通行，已過(guò)停車線的車輛繼續(xù)通行，支干道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時(shí)間間隔時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)T，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。  （3）主干道紅燈亮，支干道黃燈亮。表示主干道禁止通行，支

4、干道上的車輛允許通行，綠燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，轉(zhuǎn)到下一工作狀態(tài)。  （4）主干道紅燈亮，支干道黃燈亮。表示主干道禁止通行，支干道上未過(guò)停車線的車輛停止通行，已過(guò)停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時(shí)間間隔時(shí)，控制器發(fā)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)，系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換到第（1）種工作狀態(tài)。  方案二、使用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)交通燈的控制用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)交通燈的控制是很容易實(shí)現(xiàn)的，而且電路可靠性也很高，這里就不詳細(xì)介紹了。四、原理圖設(shè)計(jì)4.1 控制器   控制器是交通管理的核心，它應(yīng)該能夠按照交通管理規(guī)則控制信號(hào)燈工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

5、。十字路口車輛運(yùn)行情況只有四種可能，實(shí)現(xiàn)這四個(gè)狀態(tài)電路可以使用兩個(gè)D觸發(fā)器組成一個(gè)四進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用兩片74LS74即可實(shí)現(xiàn)。74LS74功能表輸入輸出預(yù)置清零時(shí)鐘數(shù)據(jù)QQ非PRECLRCLKD01 x x1010x x0100xxQ*Q*1111011001110xQ0Q0非D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為Q*=Q非，load每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖Q0的狀態(tài)改變一次U7A將load輸入的時(shí)鐘脈沖二分頻后送給U7B，即load每四個(gè)脈沖U7A和U7B的狀態(tài)回到原來(lái)的狀態(tài)，即四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。4、2信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路主、支干道上紅黃綠信號(hào)燈的狀態(tài)主要取決于狀態(tài)控制器的輸出狀態(tài)，他們之間的關(guān)系見真值表。對(duì)于信號(hào)燈的狀態(tài)，1

6、表示燈亮，0表示燈滅，列出信號(hào)燈的真值表：用發(fā)光二極管模擬信號(hào)燈的工作狀態(tài)，根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出的電路圖如圖1.2所示。因?yàn)殚T電路帶灌電流負(fù)載負(fù)載的能力強(qiáng)，故設(shè)計(jì)成門電路輸出低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管亮。圖1.24、3計(jì)時(shí)系統(tǒng) 74LS90具有可對(duì)8421BCD進(jìn)行計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)，有聯(lián)級(jí)脈沖輸出，可由送數(shù)控制進(jìn)行異步置數(shù)，并行輸出，可聯(lián)級(jí)到n位應(yīng)用等功能，所以可以用74LS190作為計(jì)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)系統(tǒng)由兩片74LS190構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，74HC00和74HC04構(gòu)成的置數(shù)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出電路組成。如圖1.3所示。兩片74LS190組成兩位十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為零時(shí)，U5C輸

7、出信號(hào)load，作為置數(shù)控制信號(hào)，將置數(shù)譯碼器輸出的數(shù)據(jù)送入計(jì)數(shù)器。load送入狀態(tài)計(jì)數(shù)器74LS74，作為狀態(tài)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖。圖1.34、4顯示譯碼器 4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼-七段碼譯碼器，特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換，消隱和鎖存控制，七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器。 4511是一片CMOS BCD鎖存/7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，引腳排列如圖所示。其中a b c d為BCD碼輸入，a為最低位。LT為燈測(cè)試端，加高電平時(shí)，顯示器正常顯示，加低電平時(shí)，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。Bi為消隱功

8、能端，低電平時(shí)使所有筆段消隱，正常顯示時(shí)，bi端應(yīng)加高電平。另外cd4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)超過(guò)十進(jìn)制數(shù)9（1001）時(shí)，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時(shí)鎖存，低調(diào)平時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。ag是7段輸出，可驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字。4511接線圖：4、6七段LED數(shù)碼管數(shù)碼管分為共陰極結(jié)構(gòu)和共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)如顯示器共陽(yáng)極連接，則對(duì)應(yīng)陽(yáng)極接高電平的字段發(fā)光;而顯示器共陰極連接，則接低電平的字段發(fā)光。數(shù)碼管的接線圖4、7 555構(gòu)成的秒脈沖電路555定時(shí)器內(nèi)部含有一個(gè)基本RS觸發(fā)器，配個(gè)電壓比較器C1 C2，一個(gè)放點(diǎn)三極管T由三個(gè)5k的電阻分配器，555定時(shí)器因此而得名一個(gè)輸

9、出緩沖器G3.比較器c1的參考電壓為2VCC/3加在同相輸入端C2的參考電壓為VCC/3加在反相輸入端，兩者均由分在器上取得。 多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波的自激振蕩電路，由于矩形被包含和高次諧波成分，因此成為多諧振蕩器。多諧振蕩器也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，他沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)無(wú)需外加發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）。用555實(shí)現(xiàn)多諧振需要外接電阻R1 、R2和電容C，并外接+5V的直流電源。只需在+Vcc端加上+5v的電源，就能在3腳產(chǎn)生周期性的方波，如圖五 、整體電路圖以及工作原理 由555組成的振蕩器產(chǎn)生周期為一秒的時(shí)鐘信號(hào)，送給計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器做減法計(jì)算，4511譯碼器把計(jì)時(shí)器輸出的842

10、1BCD碼譯成驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的七段二進(jìn)制代碼，使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。當(dāng)計(jì)時(shí)器減到0狀態(tài)時(shí)，RCO1和RCO2分別輸出一個(gè)低電平信號(hào)，通過(guò)非門和與非門，load輸出一個(gè)低電平信號(hào)，置數(shù)譯碼電路輸出的數(shù)據(jù)送入計(jì)時(shí)器，load在上升沿到來(lái)時(shí)，信號(hào)燈狀態(tài)控制器的計(jì)數(shù)器加1，信號(hào)燈轉(zhuǎn)到下一狀態(tài)。計(jì)時(shí)器繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，如此循環(huán)下去。原理圖仿真6、 參考文獻(xiàn)1、 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）高等教育出版社2、 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)高等教育出版社3、 苗松池電子實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)中國(guó)電力出版社4、 彭介華電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)高等教育出版社 教師見習(xí)報(bào)告總結(jié)期待已久的見習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，在龍巖三中高中部見習(xí)聽課，雖然

11、只是短短的兩個(gè)星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學(xué)生坐在課室聽課，和現(xiàn)在作為一名準(zhǔn)教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺(jué)自己學(xué)到了一些在平時(shí)課堂上學(xué)不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經(jīng)驗(yàn)上的收獲，更多是教學(xué)管理，課堂教學(xué)等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習(xí)實(shí)踐過(guò)程：聽課。教育見習(xí)的主要目的是讓學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習(xí)的主要內(nèi)容。我院規(guī)定在一周的見習(xí)中需完成至少6課的見習(xí)任務(wù)。我在教師的安排指導(dǎo)下，分別對(duì)高一、高二物理專業(yè)課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動(dòng)的完成了聽課任務(wù)，收到良好的效果。我聽的第一節(jié)課是高二（8）班，這是一個(gè)平衡班，水平不如

12、實(shí)驗(yàn)班高。在上課前。科任老師已經(jīng)跟我說(shuō)了這個(gè)班的紀(jì)律是比較差的，而且成績(jī)也不是很好。在我聽課期間，確實(shí)有幾個(gè)學(xué)生在課堂上說(shuō)話，但是我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象我在往后的幾個(gè)班都發(fā)現(xiàn)了，就是絕大部分的學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情都好高漲，積極舉手發(fā)言，積極參與課堂活動(dòng)。我跟老師們提起這個(gè)現(xiàn)象的時(shí)候，科任老師就跟我說(shuō)，一個(gè)班里不可能所有的學(xué)生都能全神貫注地聽完一節(jié)課，所以作為一名教師，應(yīng)該想辦法吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)的積極性，比如可以以小組為單位，以搶答計(jì)分的形式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，這樣課堂氣氛就會(huì)活躍起來(lái)了。在為期兩周的見習(xí)工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經(jīng)從一名學(xué)生向一名教師靠近，走在校園

13、里，每當(dāng)有學(xué)生叫我一聲老師，我在感到無(wú)比自豪的同時(shí)，還感受到了自己的責(zé)任。見習(xí)工作結(jié)束了，我要回到學(xué)校繼續(xù)我的學(xué)習(xí)了，但是我會(huì)好好記住我從*中學(xué)學(xué)到的一切，并應(yīng)用于我的專業(yè)學(xué)習(xí)中去。一、教學(xué)管理理念 在龍巖三中，從領(lǐng)導(dǎo)階層到一位普通的科任老師，都秉承以學(xué)生為主體的宗旨進(jìn)行學(xué)校的管理，進(jìn)行教學(xué)工作的開展。作為一個(gè)課程改革的示范學(xué)校，一個(gè)教育實(shí)驗(yàn)基地。這所學(xué)校鼓勵(lì)著老師做各種研究，各種改革。每個(gè)班主任都有著自己的管理經(jīng)驗(yàn)與管理宗旨。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創(chuàng)造與進(jìn)步。在我見習(xí)的班集體中，班主任對(duì)他的學(xué)生說(shuō)：“我要讓你們成為學(xué)習(xí)型的管理者，也是管理型的學(xué)習(xí)

14、者。”這樣一句簡(jiǎn)單的話，讓我感到這里老師進(jìn)行班級(jí)管理的良苦用心。他們關(guān)心的不只是學(xué)生的學(xué)習(xí)，更多的是從一個(gè)完整的人的概念出發(fā)，去培養(yǎng)學(xué)生多方面的素質(zhì)。二、教學(xué)理念 在見習(xí)期間，借著錄課的機(jī)會(huì)，我聽了很多的市級(jí)，校級(jí)的公開棵，還有理科實(shí)驗(yàn)班的課。在這些課堂上，讓我看到教學(xué)改革正在悄然進(jìn)行，有意識(shí)的老師正在努力體會(huì)“以學(xué)生為主體”的課堂模式。學(xué)生的創(chuàng)造也逐步成為教師追求的教學(xué)效果。其次，這里的老師也都在適應(yīng)著多媒體教學(xué)，信息化教學(xué)，使得課堂更加生動(dòng)，資源更加豐富，學(xué)生獲取學(xué)習(xí)資源的渠道也就更多。盡管，這種教學(xué)理念、教學(xué)模式的推廣仍然有很長(zhǎng)的路，但似乎也并不遙遠(yuǎn)，相信，這股改革的浪潮會(huì)給教

15、育領(lǐng)域帶來(lái)很大的沖擊。 三、實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn) 在上面，是我在這所學(xué)校感受最深刻，也是認(rèn)為最有意義的收獲。實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)上，由于在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，也獲取了許多。 在班主任工作上，我認(rèn)識(shí)到了一個(gè)老師的表率作用是很大的，學(xué)生時(shí)刻看老師，作為一個(gè)老師，應(yīng)該從自己嚴(yán)格要求，并影響感染學(xué)生。這就要求師生之間的相互交流必須是貼心的，也是帶有希望的。見習(xí)期間，班主任老師教給了我許多的班級(jí)管理經(jīng)驗(yàn)。我想這些經(jīng)驗(yàn)是寶貴的，更為寶貴的是老師的主動(dòng)精神。在他的言談中，看出一個(gè)老師對(duì)于班級(jí)管理的深度認(rèn)識(shí)。所以我想：一個(gè)好的班主任不應(yīng)只是從學(xué)習(xí)上給學(xué)生幫助，而是從一種“管理”的角度上去讓班級(jí)受益

16、，讓班級(jí)體的每個(gè)成員成長(zhǎng)。 教學(xué)工作上，由于指導(dǎo)老師的認(rèn)真指導(dǎo)，我較好地完成了教學(xué)任務(wù)。同時(shí)，與合作伙伴一同對(duì)各種教學(xué)模式進(jìn)行了探討，嘗試。盡管，有的時(shí)候沒(méi)有達(dá)到我們理想的效果，但也獲取了很多的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在上了6節(jié)課后，我深刻體會(huì)到了了解學(xué)生學(xué)習(xí)水平，性格特征的重要性。一個(gè)老師在上課時(shí)，一定要圍繞著“學(xué)生能否學(xué)得更好，能否真正掌握方法”的主題，而不是從怎么上好我的一堂課出發(fā)?？梢?，一個(gè)優(yōu)秀的老師需要具備很多方面的素質(zhì)：扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，嫻熟的教學(xué)技能，正確的教學(xué)理念這次的見習(xí)，讓我從實(shí)踐中去思考自己在課堂上學(xué)到的知識(shí)，也對(duì)于理論知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。與其說(shuō)在這里工作，不如說(shuō)在這里學(xué)習(xí)。我接觸一個(gè)學(xué)校較完備的電教設(shè)備，了解了一個(gè)學(xué)校信息中心的大致運(yùn)作。電教工作有很多繁瑣的細(xì)節(jié)工作，但它是一個(gè)學(xué)校信息化教學(xué)的基礎(chǔ)，或者說(shuō)推動(dòng)者與宣傳者。我想，在以后工作中，有了這些經(jīng)驗(yàn)，我會(huì)更加容易上手，也能更好地把握工作。見習(xí)，是師范生重要的一課，付出了便有收獲。我很幸運(yùn)地在大三就參加了教育見習(xí)，通過(guò)一個(gè)月來(lái)和大四的師兄師姐的合作，讓我對(duì)于教師