课程设计(论文)-交通灯控制器课程设计.doc
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1、 交通灯控制器课程设计院 系: 物理与电子科学学院 专 业: 电子信息科学与技术 班 级: 电信04-01班 学 号: 姓 名: 指导老师: 设计时间: 2006.6.262006.7.7 目 录一、EWB简介-11.1、EWB的特点-11.2、初识EWB-21.3、EWB上的虚拟器件-21.4、EWB上的虚拟仪器-21.5、EWB综合评定-3二、电路设计 -4 2.1、设计目的 -42.2、设计要求 -42.3、设计思路 -42.4、基本过程 -5三、电路的调试和仿真 -83.1、理论结果与实际数值 -83.2、仿真问题 -93.3、EWB缺陷-9四、总结和心得 -10参考文献-12附录 -
2、13附录A:交通灯控制器原理图 -13附录B:实验仪器与器件列表 -14一、EWB 简介1.1 EWB的特点电子工作平台Electronics Workbench 软件是由加拿大的Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。Electronics Workbench 具有界面直观、操作方便等优点,它改变了有些电路仿真软件输入电路采用文本方式的不便之处,创建电路、选用元器件和测试仪器等均可以直接从屏幕图形中选取,而且测试仪器的操作开关、按键、图形同实际仪器极为相似。通过电路仿真,可以帮助学生更快、更好地掌握课程讲
3、述的内容,熟悉常用电子仪器的测量方法,掌握电路的性能。进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。电子工作平台的设计试验工作区好像一块面包板,在上面可建立各种电路进行仿真实验。电子工作平台的器件库可为用户提供350多种常用模拟和数字器件,设计和试验时可任意调用。虚拟器件在仿真时可设定为理想模式和实模式,有的虚拟器件还可直观显示,如发光二极管可以发出红绿蓝光,逻辑探头像逻辑笔那样可直接显示电路节点的高低电平,继电器和开关的触点可以分合动作,熔断器可以烧断,灯泡可以烧毁,蜂鸣器可以发出不同音调的声音,电位器的触点可以按比例移动改变阻值。电子工作平台的虚拟仪器库存放着数字电流表、数字
4、电压表、数字万用表、双通道 1000MHz 数字存储示波器、999MIHz数字函数发生器、可直接显示电路频率响应的波特图仪、16路数字信号逻辑分析仪、16位数字信号发生器等,这些虚拟仪器随时可以拖放到工作区对电路进行测试,并直接显示有关数据或波形。电子工作平台还具有强大的分析功能,可进行直流工作点分析,暂态和稳态分析,高版本的EWB还可以进行傅立叶变换分析、噪声及失真度分析、零极点和蒙特卡罗等多项分析。使用EWB对电路进行设计和实验仿真的基本步骤是:1.用虚拟器件在工作区建立电路;2.选定元件的模式、参数值和标号;3.连接信号源等虚拟仪器;4.选择分析功能和参数;5.激活电路进行仿真;6.保存
5、电路图和仿真结果。1.2 初识EWBEWB5.0版的安装文件是EWB50C.EXE。新建一个目录EWB5.0作为EWB的工作目录,将安装文件复制到工作目录,双击运行即可完成安装。安装成功后,在工作目录下会产生可执行文件 EWB32.EXE 和其它一些文件,EWB32.EXE的图标如图2-1,双击该图标即可运行EWB。也可以在Windows的桌面上创建EWB32.EXE的快捷方式,通过此快捷方式启动EWB。EWB与其它Windows应用程序一样,有一个标准的工作界面,它的窗口由标题条、菜单条、常用工具栏、虚拟仪器、器件库图标条、仿真电源开关、工作区及滚动条等部分组成。1.3 EWB上的虚拟器件E
6、WB5.0上有12个系统预设的器件库,其中包括146种器件,每种器件又可被设置为不同的型号或被赋予不同的参数,若按型号来划分,其数量不可盛数。1.4 EWB上的虚拟仪器虚拟仪器是一种具有虚拟面板的计算机仪器,主要由计算机和控制软件组成。操作人员通过图形用户界面用鼠标或键盘来控制仪器运行,以完成对电路的电压、电流、电阻及波形等物理量的测量,用起来几乎和真的仪器一样。在EWB平台上,共有3种虚拟仪器,下面分别作以介绍:(1)万用表的虚拟面板参见图2-10, 这是一种4位数字万用表,面板上有一个数字显示窗口和7个按钮, 分别为电流(A)、电压(V)、电阻()、电平(dB)、交流()、直流()和设置(
7、Settings) 转换按钮,单击这些按钮便可进行相应的转换。用万用表可测量交直流电压、电流、电阻和电路中两点间的分贝损失,并具有自动量程转换功能。利用设置按钮可调整电流表内阻、电压表内阻、欧姆表电流和电平表0 dB标准电压。(2)信号发生器是一种能提供正弦波、三角波或方波信号的电压源,它以方便而又不失真的方式向电路提供信号。(3)示波器的电路符号和虚拟面板,这是一种可用黑、红、绿、蓝、青、紫6种颜色显示波形的1000MHz双通道数字存储示波器。它工作起来像真的仪器一样,可用正边缘或负边缘进行内触发或外触发,时基可在秒至纳秒的范围内调整。为了提高测量精度,可卷动时间轴,用数显游标对电压进行精确
8、测量。只要单击仿真电源开关,示波器便可马上显示波形,将探头移到新的测试点时可以不关电源。1.5 EWB综合评定通过电路仿真,可以帮助学生更快、更好地掌握课程讲述的内容,熟悉常用电子仪器的测量方法,掌握电路的性能。进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。Electronics Workbench是一种非常优秀的电子技术实用工具,因掌握电子技术,不仅需要理论知识,更重要的是要通过实际操作来加深对内容的理解。作为电子类相关课程的辅助教学和实训手段,它不仅可以弥补因实验仪器、元器件缺乏所造成的实验操作不够,而且排除了原材料消耗和仪器损害等因素,可以帮助学生更快的掌握课堂讲述内容,加
9、深对概念、原理的理解,弥补课堂理论教学的不足。通过电路仿真,可以是学生熟悉常用电子仪器的测量方法,培养学生的综合分析能力,排除故障的能力和开发、创新能力。作为虚拟的电子平台,此软件提供了较为详细的电路分析手段,不仅可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域分析等常规的电路分析,还提供了离散傅里叶分析等14种分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能。 二、电路设计2.1 设计目的(1)了解和熟悉电子平台的使用,掌握用电子平台进行仿真的方法。(2)进一步熟悉和加深对D触发器、脉冲发生器、各种门电路的工作原理以及在实际中的运用。(3)熟练掌握一些常用中小规模集成块的使用。(4)利用所学知识设计交通灯控制电路图
10、。(5)训练对简易数字系统的设计合实验能力。2.2 设计要求(1)设计一个十字路口交通灯控制器,A与B分别代表两个方向的道路。(2)A与B道都有红黄绿三种信号灯,两个方向自动控制交替行驶,两个方向均通行30秒。(3)在绿灯转红灯时,先由绿灯转黄灯,5秒后,再由黄灯转红灯。此时另一方向才由红灯转绿灯。2.3、设计思路在城镇街道的交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通灯,其中红灯亮,表示该条道路上禁止通行,黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行,绿灯亮表示该条道路允许通行。十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行
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