数字电路课程设计报告模板.doc

数字电路课程设计报告模板 课程设计报告是大学必须学会的，下面是数字电路课程设计报告模板。欢迎参考阅读！ 摘要：本文着眼于目前普遍应用在城市道路上的交通灯控制系统，设计了一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。进行交通灯状态变换的分析和交通灯总体框架的设计。 关键词：交通灯控制电路proteus仿真电路设计 1引言 1.1设计任务 首先设计让倒计时显示器按规律运行的电路，再通过倒计时电路的信号来控制交通灯按4种状态循环变换。电源电路采用9V变压器、整流桥和稳压管，使220V的交流电转换为5V的直流电。4Hz方波脉冲由555定时器产生，再由74LS193实现4分频，最终输出1Hz的脉冲信号；用两块74LS193实现倒计时，一块显示十位，一块显示个位，用2个D触发器74HC74实现30s，20s，5s时间的转换；利用倒计时电路控制4个状态。最后通过74LS138和相应的逻辑门实现对交通灯亮灭的控制。 1.2要求 设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。 要求如下： （1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30s、支干道每次通行间为20s； （2）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）； （3）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s钟，才能变换运行车道； （4）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次； （5）同步设置人行横道红、绿灯指示。 （6）设计相关提示：所设计的交通路口为一十字路口，不涉及左右转弯问题 2交通灯控制电路分析 2.1交通灯运行状态分析 交通灯控制电路，要求每个方向有三盏灯，分别为红、黄、绿，配以红、黄、绿三组时间到计时显示。一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮。每盏灯顺序点亮，循环往复，每个方向顺序为绿灯、黄灯、红灯。交通灯的运行状态共有四种，分别为： 状态0：东西方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行。 状态1：东西方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行； 状态2：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行； 状态3：东西方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的黄灯亮，车道，人行道缓行； 4种状态循环往复，并且红灯的倒计初始值为绿灯的倒计初始值和黄灯的倒计初始值之和。 2.2电路工作总体框 交通灯控制电路主要由以下几部分构成，有电源电路，脉冲电路，分频电路，倒计时电路，(交通灯)状态控制电路，灯显示电路。 3所需各部分电路设计 3.1电源电路：电源电路主要由整流、滤波、稳压三部分组成，用于供给数字电路的工作电源。整流部分由变压器与整流桥KBP210G组成。220V、50Hz的交流输入经过变压器之后，输出9V、50Hz的交流电压。该电压输入整流桥，整流桥由四只整流二极管接成电桥的形式组成。整流桥输出8.1V的直流电压。滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，由1mF的电容组成电容滤波电路。电容滤波电路简单，负载直流电压较高，纹波也较小，适合负载电压较高，负载变动不大的场合。稳压电路用于稳定电压的输出，由三端集成稳压器L7805和电容组成。C2、C3用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰，C4用于减少稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。 一、设计目的 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域有着广泛积极的意义。如温室的温度控制等。另外随着数字电子技术的迅速发展，将模拟电量转换成数字量输出的接口电路A/D转换器是现实世界中模拟信号向数字信号的桥梁。在以往的A/D器件采样控制设计中，多数是以单片机或CPU为控制核心，虽然编程简单，控制灵活，但缺点是控制周期长，速度慢。单片机的速度极大的限制了A/D高速性能的利用，而FPGA的时钟频率可高达100MHz以上。本设计进行时序控制、码制变换，具有开发周期短，灵活性强，通用能力好，易于开发、扩展等优点。 二、设计的基本内容 本次设计主要是基于FPGA+VHDL的温度控制系统，可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的使用使得数字电路的设计周期缩短、难度减少。设计采用模块化思路，包括四个模块FPGA控制ADC0809模块、分频模块、数据传输模块、元件例化模块,再加以整合实现整个系统，达到温度控制的目的。 基于FPGA的信号采集系统主要有：A/D转换器，FPGA，RS232通信。A/D转换器对信号进行会采集，A/D内部集成了采样、保持电路，可有效的降低误差，减少外围电路的设计，降低系统的功耗。A/D在接受到指令后进行采集，FPGA采集控制模块首先将采集到的通过A/D转换城的数字信号引入FPGA，而后对数字信号送往算法实现单元进行处理，并存于FPGA内部RAM中。 1.实验设计指标及要求： 1.1课题说明： 在体育比赛、时间准确测量等场合通常要求计时精度到1%秒（即10ms）甚至更高的计时装置，数字秒表是一种精确的计时仪表，可以担当此任。本课题的设计任务设计一个以数字方式显示的计时器，即数字秒表。 1.2设计内容： a)数字秒表需求分析，信号及属性定义； b)电路原理设计、分析、参数计算，画出电路原理； c)电路安装与实验测试。 1.3设计要求： d)量程99.99S，计时精度1%秒，计时结果动态显示，十进制格式； e)设置启动、清除信号，清除信号使输出结果，使电路复位到初始状态； f)设置暂停、停止信号，暂停、停止时均保持当前结果，直到清除信号有效时止； 1.4总体设计思路： 数字秒表由4个部分组成：精确的时钟源、十进制计数器、译码器、七段码或液晶显示电路。 时钟源产生符合精度要求的基准时钟，本设计中取10毫秒即可。十进制计数器需要4个，分别对应4个十进制位，输出为BCD码。若采用七段码显示器则译码器完成BCD到七段码的译码，由4位显示电路动态显示结果。 2.单元电路设计： 分频、进位功能的实现： 数字秒表由四部分组成：精确的时钟源，十进制计数器，译码器，七段码显示电路。本实验设计时钟脉冲源采用电路板上的1000HZ脉冲，74ls90芯片具有2-5-10进制功能， 由5片7