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數位電路課程設計報告

數位電路課程設計報告模板

  課程設計報告是大學必須學會的,下面是數位電路課程設計報告模板。歡迎參考閱讀!

  篇一:數位電路課程設計報告(參考模板)

  摘要:本文著眼於目前普遍應用在城市道路上的交通燈控制系統,設計了一個東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路。進行交通燈狀態變換的分析和交通燈總體框架的設計。

  關鍵詞:交通燈 控制電路 proteus 模擬 電路設計

  1引言

  1.1設計任務

  首先設計讓倒計時顯示器按規律執行的電路,再透過倒計時電路的訊號來控制交通燈按4 種狀態迴圈變換。電源電路採用9V 變壓器、整流橋和穩壓管,使220V 的交流電轉換為5V 的直流電。4Hz 方波脈衝由555 定時器產生,再由74LS193 實現4 分頻,最終輸出1Hz 的脈衝訊號;用兩塊74LS193 實現倒計時,一塊顯示十位,一塊顯示個位,用2 個D 觸發器74HC74實現30s,20s,5s 時間的轉換;利用倒計時電路控制4 個狀態。最後透過74LS138 和相應的邏輯閘實現對交通燈亮滅的控制。

  1.2 要求

  設計一個東西方向和南北方向十字路口的交通燈控制電路。

  要求如下:

  (1)南北方向(主幹道)車道和東西方向(支幹道)車道兩條交叉道路上的車輛交替執行,主幹道每次通行時間都設為30s、支幹道每次通行間為20s;

  (2)東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外,每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示(採用倒計時的方法);

  (3)在綠燈轉為紅燈時,要求黃燈先亮5s 鍾,才能變換執行車道;

  (4)黃燈亮時,要求每秒閃亮一次;

  (5)同步設定人行橫道紅、綠燈指示。

  (6)設計相關提示:所設計的交通路口為一十字路口,不涉及左右轉彎問題

  2 交通燈控制電路分析

  2.1交通燈執行狀態分析

  交通燈控制電路,要求每個方向有三盞燈,分別為紅、黃、綠,配以紅、黃、綠三組 時間到計時顯示。一個方向綠燈、黃燈亮時,另一個方向紅燈亮。每盞燈順序點亮,循 環往復,每個方向順序為綠燈、黃燈、紅燈。交通燈的執行狀態共有四種,分別為:

  狀態0:東西方向車道的綠燈亮,車道,人行道通行;南北方向車道的紅燈亮,車道, 人行道禁止通行。

  狀態1:東西方向車道的黃燈亮,車道,人行道緩行;南北方向車道的紅燈亮,車道, 人行道禁止通行;

  狀態2:東西方向車道的紅燈亮,車道,人行道禁止通行;南北方向車道的綠燈亮,車道,人行道通行;

  狀態3:東西方向車道的.紅燈亮,車道,人行道禁止通行;南北方向車道的黃燈亮,車道,人行道緩行;

  4 種狀態迴圈往復,並且紅燈的倒計初始值為綠燈的倒計初始值和黃燈的倒計初始值 之和。

  2.2電路工作總體框

  交通燈控制電路主要由以下幾部分構成,有電源電路,脈衝電路,分 頻電路,倒計時電路,(交通燈)狀態控制電路,燈顯示電路。

  3所需各部分電路設計

  3.1電源電路:電源電路主要由整流、濾波、穩壓三部分組成,用於供給數位電路的工作電源。整流部分由變壓器與整流橋KBP210G 組成。220V、50Hz 的交流輸入經過變壓器之後,輸出9V、50Hz 的交流電壓。該電壓輸入整流橋,整流橋由四隻整流二極體接成電橋的形式組成。整流橋輸出8.1V 的直流電壓。濾波電路用於濾去整流輸出電壓中的紋波,由1mF 的電容組成電容濾波電路。電容濾波電路簡單,負載直流電壓較高,紋波也較小,適合負載電壓較高,負載變動不大的場合。穩壓電路用於穩定電壓的輸出,由三端整合穩壓器L7805 和電容組成。C2、C3 用來實現頻率補償,防止穩壓器產生高頻自激振盪和抑制電路引入的高頻干擾,C4 用於減少穩壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。

  篇二:數位電路課程設計報告

  一、設計目的

  溫度是日常生活中無時不在的物理量,溫度的控制在各個領域有著廣泛積極的意義。如溫室的溫度控制等。另外隨著數位電子技術的迅速發展,將模擬電量轉換成數字量輸出的介面電路A/D轉換器是現實世界中模擬訊號向數字訊號的橋樑。在以往的A/D器件取樣控制設計中,多數是以微控制器或CPU為控制核心,雖然程式設計簡單,控制靈活,但缺點是控制週期長,速度慢。微控制器的速度極大的限制了A/D高速效能的利用,而FPGA的時鐘頻率可高達100MHz以上。本設計進行時序控制、碼制變換,具有開發週期短,靈活性強,通用能力好,易於開發、擴充套件等優點。

  二、設計的基本內容

  本次設計主要是基於FPGA+VHDL的溫度控制系統,可程式設計器件FPGA和硬體描述語言VHDL的使用使得數位電路的設計週期縮短、難度減少。設計採用模組化思路,包括四個模組FPGA控制ADC0809模組、分頻模組、資料傳輸模組、元件例化模組,再加以整合實現整個系統,達到溫度控制的目的。

  基於FPGA的訊號採集系統主要有:A/D轉換器,FPGA,RS232通訊。A/D 轉換器對訊號進行會採集,A/D 內部集成了取樣、保持電路,可有效的降低誤差,減少外圍電路的設計,降低系統的功耗。A/D在接受到指令後進行採集,FPGA採集控制模組首先將採集到的透過A/D 轉換城的數字訊號引入FPGA,而後對數字訊號送往演算法實現單元進行處理,並存於FPGA內部RAM中。

  1. 實驗設計指標及要求:

  1.1課題說明:

  在體育比賽、時間準確測量等場合通常要求計時精度到1%秒(即10 ms)甚至更高的計時裝置,數字秒錶是一種精確的計時儀表,可以擔當此任。本課題的設計任務設計一個以數字方式顯示的計時器,即數字秒錶。

  1.2設計內容:

  a) 數字秒錶需求分析,訊號及屬性定義;

  b) 電路原理設計、分析、引數計算,畫出電路原理;

  c) 電路安裝與實驗測試。

  1.3設計要求:

  d) 量程99.99 S,計時精度1%秒,計時結果動態顯示,十進位制格式;

  e) 設定啟動、清除訊號,清除訊號使輸出結果,使電路復位到初始狀態;

  f) 設定暫停、停止訊號,暫停、停止時均保持當前結果,直到清除訊號有效時止;

  1.4總體設計思路:

  數字秒錶由4個部分組成:精確的時鐘源、十進位制計數器、譯碼器、七段碼或液晶顯示電路。

  時鐘源產生符合精度要求的基準時鐘,本設計中取10毫秒即可。十進位制計數器需要4個,分別對應4個十進位制位,輸出為BCD碼。若採用七段碼顯示器則譯碼器完成BCD到七段碼的譯碼,由4位顯示電路動態顯示結果。

  2.單元電路設計:

  分頻、進位功能的實現:

  數字秒錶由四部分組成:精確的時鐘源,十進位制計數器,譯碼器,七段碼顯示電路。 本實驗設計時鐘脈衝源採用電路板上的1000HZ脈衝,74ls90晶片具有2-5-10進位制功能,

  由5片74ls90晶片構成分頻、計數電路,第一片74ls90晶片將直接輸入的1000HZ脈衝源分成100HZ,後四片74ls90晶片再逐次進行10H、1HZ、0.1HZ的分頻工作,與此同時後4片74ls90晶片組成十進位制計數器與四個終端顯示由七段譯碼顯示器連線以顯示電路輸出結果。

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