數位電路課程設計報告書
——交通燈控制器
交通燈控制器設計
一、 任務要求
1） 通過數位電路的設計，在麵包板上模擬交通紅綠燈。要求分主幹道和支幹道，每條道上安裝紅（主：r,支：
r）綠（主：g，支：g）黃（主：
y，支：y）三種顏色燈，由四種狀態自動迴圈構成（gryrrgry）;
2）在交通燈處在不同的狀態時，設計一計時器以倒計時方式顯示計時，並要求不同狀態歷時分別為：gr:30秒，rg:20秒，yr,ry:5秒。
二、總體方案
三．單元電路設計
1） 主控電路
在設計要求中要實現四種狀態的自動轉換，首先要把這四種狀態以數字的形態表示出來。因2^2=4,所以可以兩位二進位制數表示所需狀態（00—gr, 01—yr, 10
—rg, 11—ry）,迴圈狀態：（00—01—10—11—00）數位電路課程中介紹的計數器就是通過有限幾個不同狀態之間的迴圈實現不同模值計數，由此可以嘗試設計一模值為4的計數器，其輸出（代表不同狀態）既可以迴圈轉換，而且能夠控制其他部分電路。在課程設計中本人利用74ls74（雙上公升沿d觸發器）設計模4計數器作為主控部分電路。
根據真值表化簡,然後接線,這裡就不詳細介紹。
主控電路圖如下:
2） 秒脈衝產生電路
通過555晶元按一定的線路接上不同的電阻和電容就可產生週期不的方波脈衝，即不同的頻率脈衝。課程設計需要秒脈衝，利用的2個電容，2個電阻。
脈衝產生電路圖如下：
3) 紅綠燈（發光二極體）顯示電路
紅綠燈顯示也是表示電路所處狀態，其必然與主控電路的狀態一一對應，受到主控電路控制，即主控電路的輸出（a和b）決定了主幹道和支幹道的紅綠燈的亮滅情況。
如亮用1表示，滅用0表示，則有，
所以，r =a, y=~ab g=~a~b
r=~a y= ab g= a~b
這裡應該注意:
我們可以用閘電路實現(如與門,與非門,非門等)但是這些電路不穩定,容易出現錯誤,如果能夠用中規模器件的話,我們盡量用中規模器件來實現,因為中規模器件不僅較小規模器件穩定,而且接線也比小規模器件簡單.
上面紅綠燈的狀態完全由a和b控制,我們可以用74ls139雙二-四解碼器,但注意解碼器的輸出必須經非門處理後才能接入紅綠燈線路.
紅綠燈顯示電路接線如下:
4） 計時部分電路
a) 計時器狀態產生模組：
設計要求對不同的狀態維持的時間不同，而且要以十進位制倒計時顯示出來。限於實驗室器材，本人採用兩個74ls161完成計時器狀態產生模組設計。
設計思路：
要以十進位制輸出，而又有一些狀態維持時間超過10秒，則必須用兩個74ls161分別產生個位和十位的數碼訊號。顯然，計數器能夠完成計時功能，我們可以用74ls161設計，並把它的時鐘cp接秒脈衝。74ls161計數器是採用加法計數，要想倒計時，則在74ls161輸出的訊號必須經過非門處理後才能接入數碼管的驅動74ls48，而在顯示是最好以人們習慣的數字0---9顯示計時，故在設計不同模值計數器確定有效狀態時，本人以0000，0001，0010-----1111這些狀態中靠後的狀態為有效狀態。
例如：有效狀態1011—1100—1101—1110—1111
取非 0100—0011—0010—0001—0000
即 4------3------2--------1------0
實現模5的倒計時。
在將74ls161改裝成其他模值時既可以採用同步清零法，也可採用非同步置數法，但0000不可能為有效狀態，所以採用非同步置數法完成不同模值轉化的實現。
首先對控制個位輸出的74ls161設計：
按要求對系統的狀態不同，即紅綠燈的狀態不同，個位的進製也就要求不同。本人利用系統的狀態量a,b控制74ls161的置數端d0d1d2d3。當系統處在gr或rg狀態時，個位的進製是十（模10），即逢十進一，當系統處在yr或ry狀態時，個位的進製是五（模5），即逢五進一，模10時，有效狀態為0110，0111，1000，-----1111，置d3d2d1d0為0110，模5時有效狀態為1011，1100，1101，1110，1111，置d3d2d1d為1011，由此有，
所以，d3=b d2=~b d1=1 d0=b
當狀態為1111時，74ls161的狀態必須跳到進入下乙個迴圈，此時進製輸出為1，我們可以把它的co非接入置數端[ld]。
再對控制十位輸出的74ls161設計：
同設計控制個位輸出的74ls161基本類似，用系統狀態量a,b控制十位74ls161的置數端d3d2d1d0。當系統處於gr狀態時置d3d2d1d0為1101，當系統處於yr或ry時置d3d2d1d0為1111，當系統處於rg時置d3d2d1d0為1110，有，
故，d3=d2=1 d1=a+b d0=~a+b
同理我們將co2非接入置數端[ld]
對一些級聯的處理
當計數超過10秒時，個位需向十位進製，此時十位計數，其它時間其保持不變，本人通過控制十位的ett2,etp2端實現這一功能，把個位的co1接入ett2,etp2接1，當個位需進製，即完成一次迴圈，co1為1，則ett2=etp2=1,十位開始計數，其他時刻co1=0,則ett2=0,etp2=1，十位保持。
設計時把co1,co2的與非接入主控電路的雙上公升沿d觸發器的cp，當完成一次計時，個位和十位同時完成迴圈，此時co1=co2=0,（其它時刻為1）cp出現一下降沿，觸發器計時，即系統跳到下乙個狀態，紅綠燈轉換，計時器開始下一次計時。
b) 數字顯示模組：
我們用數碼管將計時器產生的訊號以數字形式顯示出來，其中包括接數碼管的驅動7448。為了使顯示十位數的數碼管為零時不顯示，必須將十位數碼管驅動的[lt]接1，[bi]/[rbi]懸空，[rbo]接地，另乙個驅動則上面的三個管腳只需都接1。
記時部分電路如下：
四． 總體電路圖
五、關鍵電路波形圖
六、除錯過程中的問題
當我設計好電路圖，並確定其正確性以後，在麵包板上連線好電路，並進行除錯。儘管之前已確定電路圖的正確性，但是在除錯時，仍然出現了很多問題。例如：
線路的兩個接頭接錯位置；晶元布局不合理，導致接線時容易使線路交叉；晶元未接電源或地線；接線時線頭未插入麵包板裡，使線路無效；甚至在某些複雜的線路處，漏接線路，或者接在其它介面處（這極易使線路短路）等。這一系列的問題，經過仔細的檢查後，能夠找到並予以改正，但還有一種問題是很難找到的。
當我確定所設計的電路圖的正確性，並確定接線正確以後，在進行除錯時，仍然出現了問題，如：二極體發光的順序不正確；倒記時器記數出錯。這種問題我在遇見幾次以後仍然沒找到原因所在，有時在接線並除錯正確，且實現其功能後，當過一段時間再次除錯時，發現系統中居然出現了上述第二種問題。
七．分析總結
通過這兩周的課程設計實習，使我感悟最深的是數位電路設計需要的是深厚的知識功底和嚴謹認真的科學態度。好的電路設計不僅要求正確，而且是最簡單的，這裡說的最簡單不是說要每個器件都要最簡單的，如果那樣我們也不必去選擇器件，只需用閘電路就可以設計了，我們要的是對整體電路來講是最簡的，盡量在功能齊全的前提下減少所用器件的數量。
另外對於電路本身存在乙個安全穩定性問題,所以在麵包板上接線時，盡量用一根導線將輸出和輸入接通，因為導線中間每斷一次都是電路的乙個安全隱患。當覺得電路設計方案沒有問題時就可以在麵包板上接線了。另外，我們還最好是接好乙個模組後通電檢測，有問題就檢查修改電路，直到這一模組正常再對下乙個模組接線。
佈線完成後，接下來就該除錯電路，這是乙個很重要的環節。結果錯誤的可能原因有很多，可能是設計本身或是接線問題或接觸問題，也可能是所用器件問題。
這次課程設計使我對數位電路這一學科產生更濃厚的興趣，也教會我認真嚴謹的科學治學態度。
八．參考文獻
任為民 《電子技術基礎課程設計指導》
高書莉 《數字系統設計—數位電路課程設計指南》
畢滿清 《電子技術實驗與課程設計》
交通燈課程設計報告
1 設計原理與技術方法 此電路由六個模組組成即 模組的說明 秒基準訊號發生器 石英晶體的頻率具有較高的穩定性，選用32768hz的晶振，先用 進行 分頻，再將jk觸發器構造二進位制進行2分頻即可，電路如圖 1 所示 圖1計數器 考慮到實際情況，選用的兩個是74ls192十進位制減法計數器構成百進製，...
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關於交通燈的課程設計
目錄摘要1 設計背景 2 設計要求 3 方案比較及元器件選擇 3.1測量部分方案比較 3.2數模轉換晶元的方案選擇 4 系統整體硬體設計方案 4.1系統工作原理概述 4.2 感測器及放大電路 4.3 a d轉換電路 4.4 微控制器at89c51 4.5 報警電路 4.6 解碼電路 4.7 led顯...