求一份数字电路课程设计

核心提示具体内容如下:一 设计题目题目:交通灯控制电路的设计二 设计目的训练学生综合地运用所学的 《数字逻辑》的基本知识,使用电脑EWB仿真技术,独立完整地设计一定功能的电子电路,以及仿真和调试等的综合能力。本次电脑仿真所用的软件版本为EWB

具体内容如下:

一 设计题目

题目:交通灯控制电路的设计

二 设计目的

训练学生综合地运用所学的 《数字逻辑》的基本知识,使用电脑EWB仿真技术,独立完整地设计一定功能的电子电路,以及仿真和调试等的综合能力。本次电脑仿真所用的软件版本为EWB Version 5.0c

三 设计内容

现有一个十字路口,为了其通行的顺利,我们针对这设计了一个交通灯系统。

四 设计要求

1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为45秒。时间可设置修改。

2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;

3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。

4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用倒计时的方法)。

五 总体功能框图

图5 总体功能框图

交通灯控制系统的原理框图如图5所示。它主要由倒计时计数电路、信号灯转换器和秒脉冲信号发生器组成。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T5和T0,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。

六 单元电路图

6.1信号灯转换器

选用JK触发器,设状态编码为:S0=00?S1=01?S2=11 S3=10,其输出为Q1 Q0,则其状态表为:

表6-1 状态编码与信号灯关系表

现态 次态 输出

Q1n Q0n Q1n+1 Q0n+1 Ga Ya Ra Gb Yb Rb

0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

0 1 1 1 0 1 0 0 0 1

1 1 1 0 0 0 1 1 0 0

1 0 0 0 0 0 1 0 1 0

图6.1 信号灯转换器

6.2倒计时计数器

十字路口要有数字显示,作为倒计时提示,以便人们更直观地把握时间。具体为:当某方向绿灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1,计数方式工作,直至减到数为“5”和“0”,十字路口绿、黄、红灯变换,一次工作循环结束,而进入下一步某方向的工作循环。在倒计时过程中计数器还向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0。

作G=0时的卡诺图:

BC 00 01 11 10

X 1 1 1

1 1 0 0

A 0

1

(1) 倒计时显示采用七段数码管作为显示,由计数器驱动并显示计数器输出值。

(2) 计数器选用集成电路74190进行设计。74190是十进制同步可逆计数器,它具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端,但可以借助QA、QB、QC、QD的输出数据间接实现清零功能。

表6-2 74190的状态表

CTEN D/U CLK LOAD A B C D QA QB QC QD

0 X X 0 X X X X A B C D

0 1 POS 1 X X X X Count Down

0 0 POS 1 X X X X Count Up

1 X X X X X X X Qa0 Qb0 Qc0 Qd0

现选用两个74190芯片级联成一个从可任意设定时间00~99倒计至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(频率为1),再把个位数74190芯片输出端的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。具体连接方法如图一:

图6.2 译码器

信号LD由两个芯片的8个输出端用或门连起来,决定倒计时是置数,还是计数。工作开始时,LD为0,计数器预置数,置完数后,LD变为1,计数器开始倒计时。当倒计时减到数00时,LD又变为0,计数器又预置数,之后又倒计时,如此循环下去。

图6.3 通行时间控制开关

(3) 预置数(即车的通行时间)功能:如图6.3所示,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6~98。假如把通行时间设为45秒,就像图2的接法,A接0,B接1,C接0,D接0,E接0,F接1,G接0,H接1。(接电源相当于接1,悬空相当于接0)

图6.4 倒计时计数器

(4) 向译码器提供模5的定时信号T5和模0的定时信号T0:T0表示倒计时减到数“00”(也即绿灯的预置时间,因为到00时,计数器重新置数),T0=1,此时T0给译码器一个脉冲,使信号灯发生转换,一个方向的绿灯亮,另一个方向的红灯亮。接法为:把两个74190计数器的8个输出端用一个集成的八输入一输出或门连起来。

T5表示倒计时减到数“05”时。T5=1,此时T5给译码器一个脉冲,使信号灯发生转换,绿灯的变为黄灯,红灯的不变。接法为:当减到数为“05”(0000 0101)时,把十位计数器的输出端QA、QB、QC、QD连同个位计数器的输出端QB、QD用一个或非门连起来,再把这个或非门与个位计数器的输出端QA、QC用一个与非门连接起来。具体连接方法如图6.4所示。

要求黄灯每秒闪一次,用一个频率为1的脉冲一端与控制黄灯的输出信号的JK触发器连接起来,另一端再接到黄灯。

七 总电路图

图7 交通灯总电路图

八 调试(实现的结果)

1. 根据题目的要求,整个交通灯控制系统需要有4个时间显示器,12个交通灯。但由于4个时间显示器是由同一个倒计时计数器控制,所以我在设计图电路的过程中,为了简化电路使画图看起来更加清晰,就只接了1个时间显示器。

2. 点击启动按钮,便可以进行交通灯控制系统的仿真,电路默认把通车时间设为45秒,打开开关后,东西方向绿灯亮,“东来西往”的行人车辆都可自由通行;南北方向车道的红灯亮,南来北往的车辆禁止通行。时间显示器从预置的45秒,以每秒减1,减到数5时,东西方向车道的绿灯转换为黄灯,而且黄灯每秒闪一次,其余灯都不变。减到数1时,1秒后显示器又转换成预置的45秒,东西方向车道的黄灯转换为红灯;南北方向车道的红灯转换为绿灯。如此循环下去。

3. 修改通车时间为其它的值再进行仿真(时间范围为6~98秒),效果和上面差不多,东西方向车道的绿灯亮,时间倒计数5,车灯进行一次转换,到0秒时又进行转换,而且时间重置为预置的数值,如此循环。

九 心得体会

开始拿到题目的时候,不知道怎么去做,因为自己对这门课的一般设计都不是很会.对很多的芯片的功能都不是很清楚.还有ewb仿真软件,以前才来没有接触过,只是现在需要的时候才开始用它,它的功能,按键都不清楚.

通过这次课程设计,加强了我动手、思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的,虽然花了很多的时间,但学到了很多东西.做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍,增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了.在课程设计的过程中,我想了很多种方案,对同一个问题(像计数器的接法)都想了很多种不同的接法,运用不同的芯片进行了比较,最后还是采取了上面的方法进行连接.从开始做课程设计那天起,脑中天天都想着同样的问题,怎么去接线,怎么去把电路弄得更加简单,怎么别人更容易看懂.但似乎时间过得真的很快,我用了好几天才把它完全弄完,完成后,心里有一种说不出的高兴.

这次课程设计之后,使我明白了,做任何事情都要认真仔细,不然的话,你会花更多的时间才会做好.课程设计有利于提高我们的动手能力,能把我们所学的书本知识运用到实际生活中去.同时也丰富了我们的业余生活,提高我们对知识的理解能力.

参考文献

〔1〕 胡道元.计算机局域网.北京:清华大学出版社,2002年

〔2〕 江国强.现代数字逻辑电路习题指导.北京:电子工业出版社,2002年

〔3〕 李宜达.数字逻辑电路设计与实现.北京:科学出版社,2004年

〔4〕 蒋立平. 数字逻辑电路与系统设计. 北京:电子工业出版社,2008年

电路图给你发到你的有箱里

充电机自动保护电路课程设计

总体设计:每人2个开关(同意、签到,签到不同意即为反对),输出3个灯(通过、否决、再议)。

实现方法:

1、组合电路:16变量3输出组合逻辑设计,计算量太大,不嫌烦就慢慢算。

2、时序电路:两个8路可预置移位寄存器(通过、签到),锁存投票状态后移位输出至2个计数器,通过数大于3亮通过灯,签到数小于6亮再议灯,亮灯都不亮就亮否决灯。

3、逻辑阵列:用PLD、GAL都行,16路输入3路输出,编好逻辑写进去就行,就是不知道老师会不会咬你。

很久以前的一篇设计,稍加改动,也许可以帮到你!不足的地方你自行修改,不懂之处可以问我。什么框图,原理图自己照着给你的图用99se自己画一遍,应该没问题吧。

简易充电器设计

一:设计要求;

(1)可以选用多种电压值进行充电,以满足不同种类、

不同容量电池充电的需要;(2)充电器应具有保护措施,防

止电池过充;(3)增加LED充电状态显示,过流过压保护功能。

二:充电原理;

图1所示电路可同时对一到四节电池分别充电,采取智能充电方式,充足电即自停。充电前,先调节R4,使三端可调稳压器LM317的输出电压为预定值v0。预定值v0由待充电的电池电压决定,即:Vo=VE+VBE充电进行过程中,电池电压VE逐渐上升,Vo保持恒定不变,当电池的电压VE到(Vo—VBE)V时,BJT截止,充电终止。(晶闸管变流技术的应用)

充电电流可由R1l-R14限制。(晶闸管变流技术的应用)

2、充电状态显示

充电过程中,BJT导通,相应充电指示灯LED发亮;当充电电流减小,变为恒压小电流充电时,LED?的亮度减弱;直到电池充足电,BJT截止,相应的LED熄灭。

3、过充保护

充电结束后,即使不切断电源,由于BJT近乎截止,充电电流很小,充电电池的电压不会再升高,即使长时间充电对电池也没有损害,能对电池起过充保护。

4、限流

图l电路中R11,R14用是限制充电电流大小。充

电过程中,电池电压上升,充电电流减小,当电池达到充足状态时,变为为恒压小电流充电,直到充电完全BJT?截止充电结束。此为正常充电的全过程。假设实际充电电流大于最大充电电流,为保护充电电池,必须限制、调整充电电流。电阻Rl连接在BJT的C极上,有分压作用,降低VcE减小充电电流。

三?元器件配置及电量分析

1、LM?3171?l

三端可调式集成稳压器LM3?17,只需通过外接很少元件即可扩大输出电压的调节范围,普遍应用于直流稳压电源技术。LM317典型外接元件如图2,?R3,R4调整电阻,决定LM317的输出电压Vo简约计算法为:=y肼(1+生R)?公式li其中VREF为LM317基准电压,约为1.2V.?v

2、R3、R4设置图I中LM317的输出电压依靠外接电阻R3、R4来调节,进而控制充电电池的电压V?,为保证输出电压的精度和稳定性,提高充电效果,R3、R4要选择精度高稳定性好的的阻?,且R3数值不宜高于240Q.假设图1中R3确定为l20Q的碳膜电阻,R4为480Q碳膜电位器,由此获得LM317的输出电压Vo调节范围为1.2V至6V。R4=0D.~?,Vo=1.2V?R4=481111时,?=6V可调电阻R4也可根据实际电池电压VE数值,依据公式1计算方法选择合适阻值的碳膜电位器。另外为防止电流在连线电阻上产生误差电压,在设计PCB板时电阻R3、R4安放位置要尽量紧靠LM317。

3、T1一T4选择

T1一T4在充电系统中起到重要的作用。应选用同一型号。为减少充电器的工作噪声,兼顾各方面要求,确定T1一T4为小功率低噪声NPN型管9?0l4(实物见图3)。目前,市场有绿、红、黄和白等LED,由于价格因素,电路中选用绿色LED。

4、R11-R14的选择

实际电流大于充电电流时,通过R1分压,减小Vce调整限制充电电流。由于9014的Icm=0.1A,为使正常情况保证较大电流充电。因此选择R11-R14不宜过大,可采用几十欧姆的小电阻。

四:总结;

1,本充电器结构简单,但能保证安全充电,增加LED充电状态显示,过流过压保护功能。

2,充电前要根据电池电压调节R4,确定LM317的输出电压值(可调节范围1.2—32V)。

3,不足之处并非完全智能充电器,为进一步完善充电性能,功效势必更加优化电路。

注:给你的图为6V,在画原理图时,根据你的要求应该吧变压器的输入最大改为48V。

主电路:就是图1的晶闸管单向全波可控整流电路部分。

保护电路:?是后面的过流过压保护部分了。

参考文献:

l康华光.电子技术基础(模拟部分)京:高等教育出版社,1999.

2牛国新.电子技术常用数据手册[MI.版社,l995.(第四版)M.北北京:科技文献出

3王港元.电子技能基础Mj.成都:四川大学出版社,2001

4朱粜兴.电子技能与堋练[MI.北京:高等教育出版社,2000

 
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