【正文】 得體會（自行完成） 交通燈控制邏輯電路設(shè)計為了確保十字路口的車輛順利、暢通地通過，往往都采用自動控制的交通信號燈來進行指揮。圖中設(shè)南北方向的紅、黃、綠燈分別為NSR、NSY、NSG，東西方向的紅、黃、綠燈分別為EWR、EWY、EWG。其中紅燈亮的時間為綠燈、黃燈亮的時間之和，黃燈是間歇閃耀。4. 可以手動調(diào)整和自動控制，夜間為黃燈閃耀。當某一方向綠燈亮時，這一方向的發(fā)光二極管接通，并一個一個向前移動，表示汽車在行駛；當遇到黃燈亮時，移位發(fā)光二極管就停止，而過了十字路口的移位發(fā)光二極管繼續(xù)向前移動；紅燈亮時，則另一方向轉(zhuǎn)為綠燈亮，那么，這一方向的LED發(fā)光二極管就開始移位（表示這一方向的車輛行駛）。2. 交通燈控制器由波形圖可知，計數(shù)器每次工作循環(huán)周期為12，所以可以選用12進制計數(shù)器。3. 顯示控制部分顯示控制部分實際上是一個定時控制電路。置開關(guān)在手動位置，輸入單次脈沖，可使交通燈在某一位置上，開關(guān)在自動位置時，則交通信號燈按自動循環(huán)工作方式運行。 汽車模擬控制電路根據(jù)設(shè)計任務和要求，交通信號燈控制器參考電路。 交通信號燈控制器參考電路2. 控制器部分它由74LS164組成扭環(huán)形計數(shù)器，然后經(jīng)譯碼后輸出十字路口南北、東西兩個方向的控制信號。在減法計數(shù)開始之前，由黃燈亮信號使減法計數(shù)器先置入數(shù)據(jù)，圖中接入U/和的信號就是由黃燈亮（為高電平）時，置入數(shù)據(jù)。這樣，就模擬了當黃、紅燈亮時汽車停止的功能。實驗項目名稱：交通燈控制邏輯電路設(shè)計實驗日期： 實驗室： 指導老師： 一、實驗目的：鍛煉學生利用Proteus設(shè)計數(shù)字電路的能力；研究數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計的特點和性能指標的測試方法；了解數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計的使用方法。同時，電路還用一個開關(guān)模擬腳踏制動器，制動時，若轉(zhuǎn)彎開關(guān)未合上（或錯誤地將兩個開關(guān)均合上的情況）所有六個尾燈均連續(xù)燃亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，三個轉(zhuǎn)向的尾燈應正常動作，另三個尾燈連續(xù)亮。（2）時鐘產(chǎn)生電路，可由555定時器構(gòu)成1Hz信號和50Hz信號（用于停車時，尾燈亮度為正常一半）。（3）設(shè)置控制電路。（2）74LS175觸發(fā)器1片。（6）CD40106反相施密特觸發(fā)器1片。二、設(shè)計報告：學習過的課程知識點；翻閱過的參考書；設(shè)計圖的工作原理用Proteus設(shè)計的原理圖、仿真結(jié)果、實物照片。（4）74LS00四兩輸入與非門3片。（8）面包板2塊。半導體感受式（測溫電阻、二極管和集成電路器件如AD590）。應注意顯示的溫度數(shù)值與電壓之間的換算關(guān)系。（4）畫出數(shù)字溫度計電路圖，讀數(shù)范圍0～100℃，讀數(shù)穩(wěn)定。（4）譯碼器：（自選）需將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼。（8）555定時器1片。（打印黏貼在實驗報告上）三、實驗所需設(shè)備和器材（可自行選擇）（1）溫度傳感器AD590等。（5）BCD碼的七段碼顯示器74LS48 3片。面包板2塊。（2）電梯升降一層所需時間可自行設(shè)計。二、設(shè)計報告：學習過的課程知識點；翻閱過的參考書；設(shè)計圖的工作原理用Proteus設(shè)計的原理圖、仿真結(jié)果、實物照片。、等候時間計費和起步費三部分，三項計費統(tǒng)一用4位數(shù)碼管顯示。二、設(shè)計方案方案1 采用計數(shù)器電路為主實現(xiàn)自動計費。這樣，總費計數(shù)器根據(jù)起步價所置的初值，加上里程脈沖、等候時間脈沖即可得到總的用車費用。圖2 出租車計費器原理框圖二方案2 采用單片機為主實現(xiàn)自動計費。本例作為傳統(tǒng)電子設(shè)計方法的實例，采用方案1實現(xiàn)。此時，計費器應累加1km的計費單價。在一百八十進制計數(shù)器計數(shù)期間，由于Q1=1，則P2=/CP1，使P2端輸出180個脈沖信號，代表每公里行車的里程計費，稱為脈沖當量。從P1輸出的脈沖數(shù)就是每等候10分鐘輸出150個脈沖，等候計時的起始信號由接在74HC161（1）的手動開關(guān)給定。由圖6的時序結(jié)合圖5的電路可見，在Q2或Q1為高電平1期間，計數(shù)器對里程脈沖P2或等候時間脈沖P1進行計數(shù)，當計數(shù)完1km脈沖（或等候10分鐘脈沖）則計數(shù)結(jié)束。因此，電路中用74LS123（2）設(shè)置了第二級單穩(wěn)電路，該單穩(wěn)電路用第一級單穩(wěn)輸出脈沖的下跳沿啟動，經(jīng)延時后第二級單穩(wěn)的輸出產(chǎn)生計數(shù)器的清零信號。4. 時鐘電路時鐘電路提供等候時間計費的計時基準信號，同時作為里程計費和等候時間計費的單價脈沖源，電路如圖7所示。5. 置位電路和脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計在數(shù)字電路的設(shè)計中，常常還需要產(chǎn)生置位、復位的信號，如SD、RD。圖8 開機置位、復位和置數(shù)命令產(chǎn)生電路在圖（a）中，當S接通電源時，由于電容C兩端電壓不能突變?nèi)詾榱悖筊D為0，產(chǎn)生Q置0的信號。置位、復位過后，電容充電而使RD（SD）變?yōu)?，電路可進入計數(shù)狀態(tài)。安裝調(diào)試的目標是使設(shè)計電路滿足設(shè)計的功能和性能指標，并且具有系統(tǒng)要求的可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾能力。實驗電路則模擬現(xiàn)場應用環(huán)境測試集成芯片的功能。（2） 電路安裝數(shù)字電路系統(tǒng)在設(shè)計調(diào)試中，往往是先用面包板進行試裝，只有試裝成功，經(jīng)調(diào)試確定各種待調(diào)整的參數(shù)合適后，才考慮設(shè)計成印制電路。先安裝調(diào)試單元電路或子系統(tǒng)，在確定各單元電路或子系統(tǒng)成功的基礎(chǔ)上，逐步擴大電路的規(guī)模。系統(tǒng)測試一般分靜態(tài)測試和動態(tài)測試。47 。動態(tài)測試時，在各輸入端接入規(guī)定的脈沖信號，用示波器觀察各點的波形，分析它們之間的邏輯關(guān)系和延時。（3） 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試試將安裝測試成功的各單元連接起來，加上輸入信號進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題則先對故障進行定位，找出問題所在的單元電路。安裝中的問題往往集中在接插線的可靠性上，特別需要引起注意。除集成電路芯片外，還應檢測各種準備接入的其他各種元件，如三極管、電阻、電容、開關(guān)、指示燈、數(shù)碼管等。（1） 檢測電路元件最主要的電路元件是集成電路，常用的檢測方法是用儀器測量、用電路實驗或用替代方法接入已知的電路中。四、電路的安裝與調(diào)試數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計完成后，一個重要的步驟是安裝調(diào)試。圖（b）則由于非門對開關(guān)產(chǎn)生的信號進行了整形而得到更好的負跳變波形。由于實際電路在接通電源瞬間的狀態(tài)往往是隨機的，需要通過電路自動產(chǎn)生置位、復位電平使之進入預定的初始狀態(tài)，如前面設(shè)計中的圖5，其中S2就是通過上電實現(xiàn)計數(shù)器的數(shù)據(jù)預置。同時，可選擇經(jīng)分頻得到的500Hz脈沖作為CP1的計數(shù)脈沖。圖6 計數(shù)、鎖存清零信號的時序圖圖中的S2為上電開關(guān)，能實現(xiàn)上電時自動置入起步價目，S3可實現(xiàn)手動清零。鎖存到74LS273中的數(shù)據(jù)由74LS48譯碼后，在顯示器中顯示出來。計數(shù)器所得到的狀態(tài)值送入由2片8位鎖存器74LS273構(gòu)成的鎖存電路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48譯碼后送到共陰數(shù)碼管顯示。一方面對六百進制計數(shù)器清0，另一方面將基本RS觸發(fā)器置為1，啟動74HC161（4）和（5）構(gòu)成的一百五十進制計數(shù)器（10分鐘等候單價）開始計數(shù)，計數(shù)期間同時將脈沖從P1輸出。CP0送入由兩片74HC161構(gòu)成的一百進制計數(shù)器，當計數(shù)器計滿100個脈沖時，一方面使計數(shù)器清0，另一方面將基本RS觸發(fā)器的Q1置為1，使74HC161（3）和（4）組成的一百八十進制計數(shù)器開始對標準脈沖CP1計數(shù)，計滿180個脈沖后，使計數(shù)器清0。安裝在與汽車輪相接的渦輪變速器上的磁鐵使干簧繼電器在汽車每前進10m閉合一次，即輸出一個脈沖信號。電路框圖如圖2所示方案3 采用VHDL編程，用FPGA/CPLD制作成“自動計費器”的專用集成電路芯片ASIC，加上少數(shù)外圍電子元件，即能實現(xiàn)設(shè)計要求。它將里程脈沖乘以單價比例系數(shù)得到代表里程費用的脈沖信號，等候時間脈沖乘以單位時間的比例系數(shù)得到代表等候時間的時間費用脈沖，然后將這兩部分脈沖求和。行車里程計數(shù)電路每行車1km輸出一個脈沖信號，啟動行車單價計數(shù)器輸出與單價對應的脈沖數(shù)，則設(shè)計一個一百八十進制計數(shù)器，每公里輸出180個脈沖到總費計數(shù)器。要求行車時，計費值每公里刷新一次；等候時每10分鐘刷新一次；行車不到1km或等候不足10分鐘則忽略計費。四、制作過程遇到的問題和解決方法： 五、實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容（自行設(shè)計）實驗步驟（附電路圖）（自行設(shè)計）實驗結(jié)果（附電路圖）（自行設(shè)計，調(diào)試結(jié)果記錄）六、總結(jié)（自行完成）七、心得體會（自行完成）設(shè)計舉例：出租車計費器一、設(shè)計任務出租車自動計費器是根據(jù)客戶用車的實際情況而自動計算、顯示車費的數(shù)字表。EPM7128S、555定時器、共陰極七段數(shù)碼管、74LS4發(fā)光二極管、按鍵開關(guān)、電阻、電容。電梯控制器是控制電梯按顧客