数字电子技术课程设计报告

前言

电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。只有真正做到融会贯通，学以致用，并努力动手实践，才能体会到其中最深切的内涵。

随着现代电子技术的发展，人们处于一个信息时代。每天都要通过电视、广播、通信、互联网等多种媒体获取大量的信息。而现代信息的储存、处理和传输越来越趋于数字化。在人们的日常生活中，常用的计算机、电视机、音响系统、视频记录设备、长途电信等电子设备或电子系统，无一不采用数字电路或数字系统。因此，数字电子技术的应用越来越广泛。

城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。交通信号灯的出现，使交通得以有效地管制，对于疏导交通、减少交通事故有明显的效果。现有2条主干道汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆安全通行。

1.总体设计思路、基本原理和框图

1. 1设计思路

依据功能要求，交通灯控制系统应主要由秒脉冲信号发生器﹑倒计时计数电路和信号灯转换器组成，原理框图如图1所示。秒脉冲信号发生器是该系统中倒计时计数电路和黄灯闪烁控制电路的标准时钟信号源。倒计时计数器输出两组驱动信号错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。，分别为黄灯闪烁和变换为红灯的控制信号，这两个信号经信号灯转换器控制信号灯工作。倒计时计数电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。

1.2基本原理

要实现45s的倒计时，需选用两个74190芯片级联成一个从99到00的计数器，其中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲发生器，再把个位数74190芯片输出端QA、QD用一个与门连起来，再接在十位数74190芯片的CLK端。当个位数减到0时，再减1就会变成9，0（0000）和9（1001）之间的QA、QD同时由0变为1，把QA、QD与起来接在十位数74190芯片的CLK端，此时会给十位数74190芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。

预置数功能功能：用8个开关分别接十位数74190芯片的D、C、B、A端和个位数74190芯片的D、C、B、A端。预置数的范围为1~99。断开相当于接0，合上相当于接1。

2.单元电路设计

2.1各芯片的用法和功能 2.1.1 74LS08（二输入与门）

U19A

7408N

图2.1 与门逻辑图和74LS08的引脚图

图2.1 74LS08的功能表

2.1.2 74LS00（二输入与非门）

U3B74LS00D

图2.2 与非逻辑图和74LS00的引脚图

图2.2 74LS00的功能表

2.1.3 7473N（JK触发器）

图2.3 Jk触发器的逻辑图和引脚图

1.CP=0时，触发器处于一个稳态。 CP为0时，G3、G4被封锁，不论J、K为何种状态，Q3、Q4均为1，另一方面,G12、G22也被CP因而由与

或非门组成的触发器处于一个稳定状态，使输出Q、Q状态不变。

2.CP由0变1时，触发器不翻转，为接收输入信号作准备。 设触发器原状态为Q=0，Q=1。当CP由0变1时，有两个信号通道影响触发器的输出状态，一个是G12和G22打开，直接影响触发器的输出，另一个是G4和G3打开，再经G13和G23影响触发器的状态。前一个通道只经一级与门，而后一个通道则

CP的跳变经前者影响输出比经后者要快得多。在CP由0变1时，G22的输出首先由0变1，这时无论G23为何种状态（即无论J、K为何状态），都使Q仍为0。由于Q同时连接G12和G13的输入端，因此它们的输出均为0，使G11的输出Q=1，触发器的状态不变。CP由0变1后，打开G3和G4，为接收输入信号J、K作好准备。

3.CP 由1变0时触发器翻转

、K=0，则Q3=0、Q4=1，G13和G23的输出均为0。当CP 下降沿到来时,G22的输出由1变0,则有Q=1，使G13输出为1，Q=0，触发器翻转。虽然CP变0后，G3、G4、G12和G22封锁，Q3=Q4=1，但由于与非门的延迟时间比与门长（在制造工艺上予以保证）,因此Q3和Q4这一新状态的稳定是在触发器翻转之后。由此可知,该触发器在CP下降沿触发翻转，CP一旦到0电平，则将触发器封锁，处于(1)

2.1.4 74190N（同步十进制可逆计数器）

图2.4 74190逻辑图

计数器选用集成电路74190。74190是十进制同步可逆计算器，具有异步并行置数功能、保持功能。由于74190没有专用的清零输入端，要借用QD、Qc、QB、

QA的输出数据间接的实现清零功能。74LS190是预置是异步的，当置入控制端

（ LD ）为低电平时，不管时钟CP 的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（D0～D3）相一致的状态。190 的计数是同步的，靠CP 加在4 个触发器上而实现。当计数控制端（CT ）为低电平时，在CP 上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当计数方式控制（U /D）为低电平时进行加计数，当计数方式控制（U /D）为高电平时进行减计数。只有在CP 为高电平时CT 和

U /D 才可以跳变。190 有超前进位功能。当计数溢出时，进位/错位输出端（CO/BO）输出一个低电平脉冲，其宽度为CP 脉冲周期的高电平脉冲；行波时钟输出端（ RC ）输出一个宽度等于CP 低电

平部分的低电平脉冲。利用 RC 端，可级联成N 位同步计数器。当采用并行CP控制时，则将RC 接到后一级CT ；当采用并行CT 控制时，则将RC 接到后一级CP。

CO/BO 进位输出/错位输出端； CP 时钟输入端（上升沿有效）； CT 计数控制端（低电平有效）； D0～D3 并行数据输入端；

LD 异步并行置入控制端（低电平有效）； Q0～Q3 输出端；

RC 行波时钟输出端（低电平有效）； U /D 加/减计数方式控制端

2.1.7 555定时器

U8

555_TIMER_RATED

VCCRSTDISTHRTRICON

GND

OUT

图2.6 555定时器逻辑图

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC

/3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

图2.7 555定时器内部引脚图

2.1.8二输入或非门

U5A74HC02D_2V

图2.8或非门逻辑图和引脚图

其主要功能为

表2.9或非门功能表

2.1.8二输入或门

U6A74LS32N

图2.10或门逻辑图与74LS32引脚图

74LS32是2输入或门，常用在各种数字电路以及单片机系统中。 表达式为：Y=A+B。功能：只要有一个为1输出则为1，否则为0。

2.2单元模块

2.2.1 信号灯转换模块

L0：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行； L1：东西方向车道的黄灯亮，车辆缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行； L2：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿 …… 此处隐藏：2982字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……