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数字电子技术基础课程设计报告专 业: 电气工程及其自动化班 级: 08 电气本科班 学 号: 姓 名: 指导教师: 耿 素 军 二零一零年十一月二十三日数字电子技术课程设计1课程设计(论文)题目:交通灯控制器设计、制作一、课程设计(论文)要求及原始数据(资料):1)设计并制作符合要求的电子钟2)电子钟由 6 位七段 LED 显示器显示,其中两位显示“时”,二位显示“分” , 两位显示“秒”;3)计时最大值为 23 时 59 分 59 秒; 4)计时误差不得超过 1s; 5)具有清零、校验时、分等控制功能; 6)安装自己设计的电路或仿真电路;7)写出设计报告。 (格式见附表)二、课程设计进度:时间 设计内容 备注第一、二天 (五号,宋体)第三、四天第五、六天第七、八天第九、十天3、主要参考文献(资料):1 董儒胥, 电工电子实训 ,北京:高等教育出版社, 2002 年2 谢克明, 电子电路 EDA ,北京:兵器工业出版社, 2001 年3 阎石, 数字电子技术基础北京:高等教育出版社, 2006 年4 陈明义主编 电子技术课程设计指导中南大学出版社, 2002 年数字电子技术课程设计2数字电子技术课程设计3专业班级 学生 课程设计(论文)工作起止日期 指 导 教 师 签 字 日期 教 研 室 主 任 审 查 签 字 日期 系 主 任 批 准 签 字 日期 (本内容手写)课程设计评语课程设计成绩:数字电子技术课程设计4总 目 录第一部分:任务书 第二部分:课程设计报告第三部分:设计图纸数字电子技术课程设计5第 一 部 分任务书一、课程设计的目的数字电子技术课程设计6本课程是在学完数字电子技术基础 、 数字电子技术实验之后,集中一周时间,进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实践环节,通过该教学环节,要求达到以下目的: 1. 使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力; 2. 使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力; 3. 熟悉并学会选用电子元器件,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。二、课程设计的要求1. 设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求;2. 必须独立完成设计课题; 3. 合理选用元器件; 4. 按时完成设计任务并提交设计报告。 3、课程设计进度安排1、方案设计;(半天)根据设计任务书给定的技术指导和条件,进行调查研究、查阅参考文献,进行反复比较和可行性论证,确定出方案电路,画出主要单元电路,数据通道,输入、输出及重要控制信号概貌的框图。2、 电路设计:(一天)根据方案设计框图,并画出详细的逻辑图3、 装配图设计:(半天)根据给定的元器件,结合逻辑图,设计出电路制作的具体装配图(即绘出组件数量,管脚号以及器件布置的实际位置)。同时配以必要的文字说明。4、 电路制作:(两天)对选定的设计,按装配图进行装配,调试实验。5、 总结鉴定:(一天)考核样机是否全面达到现定的技术指标,能否长期可靠地工作,并写出设计总结报告。四、设计题目及内容交通信号灯控制器(1) 、用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。(2) 、南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为 15 秒、3 秒、18 秒,一次循环为 36 秒。黄灯是间歇闪耀。设计计时显示电路(减“1”计数) 。(3) 、可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。 五、设计要求1、 用中小型规模集成电路设计出所要求的电路;数字电子技术课程设计72、 在实验箱上安装、调试出所设计的电路。3、 部分课题要求用可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)设计实现;4、 在 EDA 编程实验系统上完成硬件系统的功能仿真。5、 写出设计、调试、总结报告。六 、器件与器材1、 二输入四与非门 74LS002、 四输入双与非门 74LS203、 六倒相器 74LS044、 八输入与非门 74LS305、 正沿双 D 触发器 74LS746、 3 线-8 线译码器 74LS1387、 可逆移位寄存器 74LS1948、 同步十进制可逆加、减计数器 (8421 BCD 码) 74LS1929、同步十进制加法计数器 74LS16010、振荡分频器 CD406011、BCD 七段显示译码器 74LS4812、双四选一数据选择器 74LS15313、八线驱动器 74LS24414、555 定时器 55515、LED 共阴七段数码管 BS20716、石英晶体(4M、2 M、32768 HZ)17、微动开关、拨盘开关、继电器、LED(红、绿、蓝) 、电阻、电容、二极管、三极管、光敏二、三极管、导线等。22、工具(镊子、剪刀、万用表、电烙铁 )七、使用仪器设备1、 稳压电源(5V,15V);2、 实验电路箱;3、 低频信号发生器;4、 示波器5、 PC 机(装有 MAX+PLUSII 软件) ;6、 GW48 EDA 编程系统等。八、参考文献数字电子技术课程设计81、 “模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材;2、有关“电子技术课程设计指导书” ;3、 “集成电路特性应用手册” ;7、 EDA 技术使用教程8、 其他。九、设计总结报告主要内容1、 任务及要求;2、 方案特点;3、 各组成部分及工作原理(应结合框图写 );4、 单元电路设计与调试;5、 总逻辑图;6、 总装配图;7、 实验仿真结果;8、 实验结果分析(画出必要的波形,进行测量精度和误差分析) ;9、 调试中出现问题的解决;10、改进意见及收获体会等。数字电子技术课程设计9第 二 部 分课程设计报告数字电子技术课程设计10目 录1 设计任务及要求.(10)2 系统总体设计方案.(11)2.1 总体设计方案.(11)2.2 方案特点.(11)3 控制电路设计.(12)3.1 控制电路工作原理.(12)3.2 参数计算.(12)3.3 器件选型.(12)4 振荡电路设计.(13)4.1 振荡电路工作原理.(13)4.2 参数计算.(13)4.3 器件选型.(13)5 计数电路设计.(14)5.1 计数电路工作原理.(14)5.2 参数计算.(14)5.3 器件选型.(15)数字电子技术课程设计116 译码显示电路设计.(16)6.1 译码显示电路工作原理.(16)6.2 参数计算.(16)6.3 器件选型.(16)7 系统总体电路设计.(17)7.1 系统总体电路. . .(17)7.2 电路说明.(18)8 电路调试.(19)8.1 振荡电路调试及实验结果分析.(19)8.2 计数电路调试及实验结果分析.(19)8.3 译码显示电路调试及实验结果分析.(19)8.4 控制电路调试及实验结果分析.(19)8.5 系统联调及实验结果分析.(19)9 改进意见及收获体会.(20)10 器件明细清单.(21)参考文献.(21)数字电子技术课程设计121 设计任务及要求1.设计并制作交通灯控制电路;2.电路功能为:(1)采用两位数码显示器显示南北方向时间;(2)交通灯控制器设计要求如下:1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。2.南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为 15 秒、3 秒、18 秒,一次循环为 36 秒。黄灯是间歇闪耀。设计计时显示电路(减“1”计数) 。3.可以手动调整和自动控制,夜间为黄灯闪耀。南 北 向 绿 灯 亮 , 东 西 向 红 灯 亮 占 5 t南 北 向 黄 灯 亮 , 东 西 向 红 灯 亮 占 1 t南 北 向 红 灯 亮 , 东 西 向 绿 灯 亮 占 5 t南 北 向 红 灯 亮 , 东 西 向 黄 灯 亮 占 1 tt 为 时 间 单 位数字电子技术课程设计132 系统总体设计方案2.1 总体设计方案2.2 方案特点道路较窄而车辆通行较多,支线、干线的车辆通行时间不等,允许人工监控或修改各线通行时间,同时设有道路应急控制。十字路口要有数字显示,作为时间提示,以便人们更直观地把握时间,并且能够在人监控状态下,干道、支道通行时间通过键盘修改或通过开关人为控制。 本设计在很多方面,比如译码器的选择,定时器选型,程序调用方式等等尽量做到不与本组其他成员雷同,程序编制力求简便清晰,硬件连接图在保证每根具体用到的管脚线都能被表示出来的同时,力求线路连接清晰明确,尽量不使线与线之间过于缠绕。并且保证了电路工作的稳定性,同时加入了人工控制线路,可以更好的处理应急事件(如交通管制) ,晚上的黄灯闪烁对于夜间行驶的汽车起到提醒作用。计时器时钟信号主 控 制 器译码驱动电路东西方向信号灯 南北方向信号灯传感器数字电子技术课程设计143 控制电路设计3.1 控制电路工作原理它由 74LS164 组成扭环形 12 进制计数
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