第一篇：電壓采樣電路設(shè)計總結(jié)報告

電壓采樣電路設(shè)計總結(jié)報告

專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化

實習(xí)日期：2013年7月22日---7月26日

2013年7月26日

目錄

一、設(shè)計要求及目的：................................................2

二、所用元件：......................................................2

三、設(shè)計思路：......................................................2

1、電源部分電路.................................................3

2、電流-電壓轉(zhuǎn)化電路............................................4

3、電壓抬升電路：...............................................5

4、二階濾波電路.................................................6

5、方波轉(zhuǎn)換電路.................................................7

四、課程設(shè)計中出現(xiàn)的問題及解決方案..................................9

五、設(shè)計總結(jié)........................................................9

一、設(shè)計要求及目的：

1、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計一個電壓采樣電路，對220v交流信號進(jìn)行采樣，并利用運放對其進(jìn)行處理，使其成為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（A/D）能夠處理的信號。

2、基本要求：根據(jù)元件列表設(shè)計采樣電路及其工作電源回路，將220v交流輸入信號變?yōu)?-3v信號，并對其進(jìn)行二階有源濾波，濾除高頻干擾信號，濾波后的信號平滑無畸變。

3、擴(kuò)展：設(shè)計電路，將交流信號變?yōu)榉讲ǎ^零點處干凈無毛刺信號。

4、設(shè)計目的：

1）加強(qiáng)自主性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，加強(qiáng)團(tuán)隊合作，提高創(chuàng)新意識； 2）通過該設(shè)計學(xué)會并掌握常用電子元器件的選擇和使用方法； 3）結(jié)合所學(xué)的電子電路的理論知識完成電壓采樣課程設(shè)計。

二、所用元件：

變壓器

1個、1N4007單向二極管

5個、470uF電解電容

4個 芯片7815和7915、緊密電流型電壓互感器

1個、LM324芯片 10K電位器

1個、201pF電容

2個

電阻：110KΩ1個、10KΩ5個、1Ω1個、1KΩ2個、470Ω1個、200Ω1個

三、設(shè)計思路：

電壓采樣電路基礎(chǔ)模塊的設(shè)計思路首先是220v交流電源經(jīng)過電流型電壓互感器使強(qiáng)電轉(zhuǎn)換為弱電，再通過電流/電壓變換電路使其輸出電壓為-1.5v~+1.5v，接著通過一個反相加法運算電路使其輸出電壓抬升為0~3v，最后經(jīng)過一個二階有源低通濾波電路對其進(jìn)行濾波，濾除高頻干擾信號，濾波后的信號平滑無畸變，最后用一遲滯比較器將正弦波變成方波信號。

總電路圖為：

1、電源部分電路

電路圖為：

分析：通過電路圖中三個萬用表的示數(shù)可知，變壓器輸出交流電的有效值為15.078V，輸出的直流電壓為+15.517V和-15.633V，符合要求。

此電壓用于給給芯片LM324提供直流電源，以及提升電壓用。

1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。2）整流電路：利用4個單向?qū)щ娫?，?0Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。

3）濾波電路：由于經(jīng)過整流的直流脈沖電壓還含有較大的紋波，因此需要設(shè)計濾波電路將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓，用兩個470uF的電解電容。

4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓、負(fù)載的變化而變化，用7815和7915芯片。

2、電流-電壓轉(zhuǎn)化電路

思路：220V（有效值）交流電源經(jīng)過110K歐姆的電阻后電流變?yōu)?mA（有效值），經(jīng)過2mA/2mA的精密電流型的電壓互感器后電流仍未2mA,根據(jù)運放的虛短虛斷的原理可知，運放輸出的電壓峰峰值為-1.5V到+1.5V。

計算過程為：1.8mA*580Ω*√2=1.47V(由于給的功率電阻是121K的，所以電流為1.8mA)電路圖為：

輸出波形圖為：

3、電壓抬升電路：

思路：利用反向加法器的原理將正負(fù)1.5V的電壓提升到0-3V,所用提升電壓為直流電源提供的-15.633V電壓，通過參數(shù)選擇可以實現(xiàn)此模塊。

電路圖為：

計算公式為：U02=-[U01*1KΩ/1KΩ+(-15)*1KΩ/10KΩ],U02為0-3V的正弦波。其中470歐姆的電阻是平衡電阻，其計算過程為1K//1K//10K，三個電阻并聯(lián)的阻值。

輸出波形為：

經(jīng)測試后在示波器上得到的波形與仿真波形相似，但稍有毛刺。

4、二階濾波電路

思路：利用所學(xué)的二階低通濾波電路可以設(shè)計出符合要求的濾波電路

電路圖為：

根據(jù)其要求對0-3V電壓進(jìn)行二階有源濾波，濾除高頻干擾信號，濾波后的信號平滑無畸變。

根據(jù)二階低通有源濾波的公式得：

f0=1/(2*3.14*R*C),我們選擇電阻值為1MΩ，電容值為201pF，故 f0=1/（2*3.14*1*10*201*10）=792.2Hz，近似為800Hz,符合要求。由“虛短”和“虛斷”的特點可得方程：

U+=U-=U03*R8/(R7+R8)=U03/(1+R8/R7)=U03/Aup，應(yīng)使U+=U-=U03 得Aup =1，則取R7=2MΩ，R8=1Ω，目的是使濾波的低通增益為1，不會改變之前0—3v電壓的波形。經(jīng)濾波后的U03的波形為0-3V正弦波。

輸出波形圖為： 6

2從示波器上測試的結(jié)果稍微有點相位差，兩個波形并不是完全的重合，但是誤差不大，分析原因為電阻有一定的誤差。

5、方波轉(zhuǎn)換電路

思路：利用遲滯比較器，不用過零比較器的原因是，過零比較器是輸入信號與零點相比較，但正弦波的零點會有抖動，所以方波會出現(xiàn)脈沖，用遲滯比較器可以將零點越過去。然后后面加一單向?qū)ǖ亩O管，只留下方波的上半部分。

電路圖為：

分析過程為：

R11之前接的是第一個運放的輸出U01即峰值1.5V的正弦波，設(shè)計要求中，需要將輸出波形的毛刺去除，所以所用電路為遲滯比較器。為運放的正輸入端電壓近似為0，有公式得：

U+=U04*R14/(R14+R11),則應(yīng)使R14遠(yuǎn)小于R11。經(jīng)多次的仿真調(diào)試，我們選擇R14=150Ω,R11=10KΩ.波形圖為：

所焊的電路在示波器上檢測的波形雖有一定的相位差，但總體上符合要求，分析產(chǎn)生相移的原因為，用的是遲滯比較器，不可能嚴(yán)格過零點只能盡量去接近零點。

四、課程設(shè)計中出現(xiàn)的問題及解決方案

1、設(shè)計電路首先在電腦上用軟件仿真，以此來選取參數(shù)，不同的仿真軟件可能有不同的結(jié)果，運放也會出現(xiàn)問題，不過通過不斷的更改參數(shù)，不斷的理論計算在仿真，最終出現(xiàn)了各部分波形圖。

2、這次所用的芯片是LM324，是四個運放集合在一個芯片上，所以布局很重要，通過組內(nèi)討論，將繞線最少，電路最簡單為目的。

3、剛開始輸出的方波和正弦波有一定的相位差，分析其原因是電阻參數(shù)選取的不合適，運放是用作電壓比較器用，所以輸入端電壓越接近零越好。通過改變參數(shù)，最終在老師那檢測的結(jié)果基本符合要求。

五、設(shè)計總結(jié)

1、通過近幾天的實習(xí)，我們學(xué)習(xí)了采樣電路設(shè)計的相關(guān)知識，遇到問題互相討論最終解決；

2、實踐出真知，無論課本上講的內(nèi)容如何，只有通過實踐才能獲得真正的真 理，所以在以后的學(xué)習(xí)生活中要理論聯(lián)系實際，多動手動腦；

3、團(tuán)隊的力量大于個人，我們?nèi)朔止っ鞔_并將遇到的各種問題討論后一一解決，所以只有團(tuán)隊合作，才能把事情做好；

4、這次實習(xí)進(jìn)一步的提高了我們的焊接與整體布局能力，對于電路的焊接在技術(shù)上更加熟練，在布局上更加美觀，讓學(xué)長檢查電路時，學(xué)長建議能走錫的話盡量少走線；

5、我們對于Multism軟件有了更深一層次的掌握與運用，在今后的學(xué)習(xí)中會有很大的幫助。

下面是我們的電路實物圖和布局圖

第二篇：基于DSP的交流采樣電路設(shè)計

西安科技大學(xué)

綜 合 實 驗 報 告

學(xué) 院: 專業(yè)名稱: 設(shè)計題目: DSP組 員：姓 名：學(xué) 號: 0706070111 指導(dǎo)教師: 電氣與控制工程學(xué)院 測控技術(shù)與儀器

交流采集電路設(shè)計

侯春慧 張娜 張珍珍 張小紅 張珍珍 高 瑜

目錄 1.實驗?zāi)康?2.實驗內(nèi)容 3.實驗原理 4.實驗步驟 5.實驗原理圖 6.實驗程序 7.實驗結(jié)果 8.問題解決 9.心得體會

基于DSP的交流采樣電路設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

1、通過此次試驗，讓同學(xué)們能夠好好復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識，主要是如何采集交流電量并處理得到我們需要的實測數(shù)據(jù)，一邊與后面的分析預(yù)測等內(nèi)容；

2、通過此次試驗，能夠讓同學(xué)們更加熟悉繼電保護(hù)的原理以及實際中的應(yīng)用方法和實現(xiàn)手段，更便于大家理解；

3、通過此次試驗，讓同學(xué)們對于DSP了解更加深刻，不知是要在原理上懂得，更要學(xué)會應(yīng)用它，能夠利用DSP進(jìn)行一些簡單的編程；

4、通過此次試驗，培養(yǎng)大家的實際動手能力以及小組合作能力，為今后的職業(yè)發(fā)展做一個小小的實踐；

二、實驗內(nèi)容

通過電網(wǎng)采集電壓信號，根據(jù)電壓信號變化，控制燈泡的跳閘控制。

三、實驗原理

交流采樣技術(shù)是按一定規(guī)律對被測信號的瞬時值進(jìn)行采樣，再按一定算法進(jìn)行數(shù)值處理，從而獲得被測量的測量方法。該方法的理論基礎(chǔ)是采樣定理，即要求采樣頻率為被測信號頻譜中最高頻率的2倍以上，這就要求硬件處理電路能提供高的采樣速度和數(shù)據(jù)處理速度。目前，高速單片機(jī)、DSP及高速A/D轉(zhuǎn)換器的大量涌現(xiàn)，為交流采樣技術(shù)提供了強(qiáng)有力的硬件支持。交流采樣法包括同步采樣法、準(zhǔn)同步采樣法、非同步采樣法等幾種。

此次試驗是通過互感器來對電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再進(jìn)過偏置等的處理，處理到數(shù)值范圍為0~3V，再輸入到DSP通過其內(nèi)部所含的DA裝換，將采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、數(shù)值分析、比較，如果處理后的數(shù)值大于給定的整定值則通過對GPIO端口的控制實現(xiàn)輸出跳閘信號，作用于繼電器。

四、實驗步驟

1、按要求設(shè)計交流采集電路原理圖；

2、根據(jù)原理圖焊接板子；

3、驗證硬件的采樣輸出波形是否滿足0~3V要求，跳閘回路是否準(zhǔn)確；

4、經(jīng)老師檢查認(rèn)可后，通電進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

5、能夠完全準(zhǔn)確的模擬繼電保護(hù)。

五、實驗原理圖

1、交流采樣電路（主回路）

2、采樣數(shù)據(jù)偏置處理

3、DSP接線插座圖

六、實驗程序

#include “DSP281x_Device.h”

// DSP281x Headerfile Include File #include “DSP281x_Examples.h”

// DSP281x Examples Include File

// Prototype statements for functions found within this file.interrupt void adc_isr(void);

// Global variables used in this example: Uint16 LoopCount;Uint16 ConversionCount;Uint16 Voltage1[24];Uint16 Voltage2[24];

main(){ InitSysCtrl();//初始化cpu

InitGpio();//初始化Gpio

EALLOW;

GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0x0000;

GpioMuxRegs.GPFDIR.bit.GPIOF0=1;

EDIS;

GpioDataRegs.GPFDAT.bit.GPIOF0=1;

DINT;//關(guān)中斷

InitPieCtrl();//初始化pie寄存器

IER = 0x0000;//禁止所有的中斷

IFR = 0x0000;

InitPieVectTable();//初始化pie中斷向量表

// Interrupts that are used in this example are re-mapped to // ISR functions found within this file.EALLOW;// This is needed to write to EALLOW protected register

PieVectTable.ADCINT = &adc_isr;

EDIS;

// This is needed to disable write to EALLOW protected registers

AdcRegs.ADCTRL1.bit.RESET = 1;asm(“ RPT #10 || NOP”);

// Reset the ADC module

// Must wait 12-cycles(worst-case)for ADC reset to take effect

AdcRegs.ADCTRL3.all = 0x00C8;

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCBGRFDN = 0x3;//

// first power-up ref and bandgap circuits

Power up bandgap/reference

circuitry

AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCPWDN = 1;

// Enable ADCINT in PIE

PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6 = 1;

IER |= M_INT1;// Enable CPU Interrupt 1

EINT;

// Enable Global interrupt INTM

LoopCount = 0;

// Configure ADC

AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x0001;

// Setup 2 conv's on SEQ1

AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0x0;// Setup ADCINA3 as 1st SEQ1 conv.AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x1;// Setup ADCINA2 as 2nd SEQ1 conv.AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1;// Enable EVASOC to start SEQ1

AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1;// Enable SEQ1 interrupt(every EOS)

// Configure EVA // Assumes EVA Clock is already enabled in InitSysCtrl();

EvaRegs.T1CMPR = 0xF2ED;

// Setup T1 compare value

EvaRegs.T1PR = 0x10;

// Setup period register

EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC =0x11;

// Enable EVASOC in EVA

EvaRegs.T1CON.all = 0x1042;

// Enable timer 1 compare(upcount mode)

ConversionCount = 0;

GpioDataRegs.GPFDAT.bit.GPIOF0=0;

// Power up rest of ADC

// Wait for ADC interrupt

while(1)

{

LoopCount++;

} }

interrupt void adc_isr(void){

Voltage1[ConversionCount] = AdcRegs.ADCRESULT0 >>4;

Voltage2[ConversionCount] = AdcRegs.ADCRESULT1 >>4;

if(Voltage1[1]>3200)

{GpioDataRegs.GPFDAT.bit.GPIOF0=0;

}

// If 40 conversions have been logged, start over

if(ConversionCount == 23)

{

ConversionCount = 0;

}

else ConversionCount++;

// Reinitialize for next ADC sequence

AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1;

// Reset SEQ1

AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1;

// Clear INT SEQ1 bit

PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;

// Acknowledge interrupt to PIE

return;}

七、實驗結(jié)果

在硬件檢測中，用示波器測的在未加交流電時輸出直流電壓1.52V，加入最大電壓250V后，測得最大輸出電壓2.72V,最小電壓1.2V的正弦交流電。滿足0~3V的要求。

八、問題解決

問題1：試驗線路板焊制完成后，示波器采集無信號。

解決：經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，該電路板變壓器漏焊輸出端口的接地線，將此點接地即可。問題2：在放大器8接口出檢測，示波器放大信號微弱。

解決：經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，放大器9接口未與電阻相連，接上檢測正確。問題3：用示波器檢測硬件時，發(fā)現(xiàn)輸出波形微弱。解決：經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，未接+5V電源。

問題4：實驗程序編寫過程基本上是修改自帶程序，可是看不懂DSP自帶的源程序。解決：通過老師的講解，再加上大家的不斷思考，終于看懂了自帶程序，并且理清了編程的大概思路。即加一條比較語句和一條跳閘指令。

九、心得體會

測控0701 張珍珍 0706070111 DSP交流采集電路設(shè)計，雖然是這學(xué)期最后一個實習(xí)，而且去年學(xué)過這門課程，做過兩次實驗，但是當(dāng)時了解的只是皮毛，并沒有深入掌握。但是我知道不管怎么樣，這不僅僅是一次學(xué)習(xí)，更是對我們的一次鍛煉，所以并沒有因此而放松心態(tài)，而在早在實習(xí)前我就積極收集資料，了解到：DSP芯片也稱數(shù)字信號處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運算的微處理器具，其主機(jī)應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片的特點：數(shù)字信號處理相對于模擬信號處理有很大的優(yōu)越性，表現(xiàn)在精度高、靈活性大、可靠性好、易于大規(guī)模集成等方面。在開始實習(xí)的過程中，首先是進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計及焊接。緊接著就是硬件、軟件調(diào)試，最后就是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)?？上驳氖?，我們小組竟是在進(jìn)行板子焊接到硬件調(diào)試一次通過，我就感覺調(diào)試硬件沒什么特別難 的?？墒呛髞淼恼{(diào)試軟件出現(xiàn)了一些問題，所幸的是，最后在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，不僅僅節(jié)省了時間，還他們那里得到一些經(jīng)驗。通過這次實驗，我們熟悉了CCS開發(fā)環(huán)境以及設(shè)計運行調(diào)試過程，認(rèn)識到主回路、AD轉(zhuǎn)換模塊的各個工作原理以及兩者之間的關(guān)系，學(xué)會對模塊的初始化怎么定義和編寫的流程，使我對DSP產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了我學(xué)習(xí)DSP的積極性，從這次實驗結(jié)果上來說，清晰的結(jié)果使我對書本上的知識應(yīng)用到了實驗中，很滿足。該實驗通過電網(wǎng)采集電壓信號，根據(jù)電壓信號變化，控制燈泡的跳閘控制。此外，我還懂得如何更好的完成任務(wù)的能力，樹立堅強(qiáng)的工作信念。漸漸的找回自信，現(xiàn)在想想課設(shè)的每一天都很累。當(dāng)領(lǐng)悟到這次實習(xí)的重要性，我便下定決心：一定要親自動手操作，不懂就問。雖然自己親手操作，克服了許多困難，但難免會出現(xiàn)疏忽和漏洞。從始至終，我是抱著這樣的心里完成：完美可望不可求，不再同一個地方跌倒兩次才是最重要的。最讓我高興的是：我懂得了溝通同學(xué)與同學(xué)之間的關(guān)系是值得我們?nèi)ド钏嫉?，依賴與被依賴對我的觸及很大：有人很有責(zé)任感，他們會主動承擔(dān)責(zé)任，并付出努力，不斷思考所遇到的問題，并實施解決辦法。但是這其中也有不少人不以為然，實施“投機(jī)取巧”策略，在這里就不多說了。當(dāng)然這些老師自然是看在眼里，知在心里。相信付出的努力不會白流??其實生活中許多問題處理的方法不同，其結(jié)果也不同，并不是說過去他有多么強(qiáng)，現(xiàn)在就有多么厲害，只要心態(tài)正確，目標(biāo)明確，總會有解決之道。

相信對今后的考核學(xué)習(xí)和工作會有重大影響，大大提高了我的實際動手能力，使我充分體會到了在創(chuàng)新過程中的艱難與成功的喜悅。口角的斗爭是難免的。關(guān)鍵在于怎么處理分歧，怎樣消除誤會，互相理解，增進(jìn)了解，并最終諒解??關(guān)鍵在于心態(tài)，畢竟我們每個人的出發(fā)點是好的，這次課程設(shè)計不僅僅是學(xué)習(xí)知識的過程，更是不斷學(xué)習(xí)老師同學(xué)優(yōu)點的過程。比如說：張小紅同學(xué)在遇到問題會仔細(xì)斟酌考慮，而我雖然是個女孩子，卻自覺不如他有耐心；老師雖身為老師，我卻經(jīng)常看到老師手拿資料書，不斷的繼續(xù)學(xué)習(xí)，以求完善——老師說的好，別人取得好成績，并非巧合或僥幸，那是他們付出勞動成果的彰顯。在生活和學(xué)習(xí)上以求完美，培養(yǎng)優(yōu)秀品質(zhì)，指引人意氣風(fēng)發(fā)。更好的走自己的每一步，在今后的學(xué)習(xí)中，戒驕戒躁，態(tài)度端正，虛心認(rèn)真——態(tài)度決定一切！

總之，不管怎樣，萬事開頭難，從剛開始的不知如何下手，到最終的做完，大家都如釋重負(fù)，但是我們不會就此松懈。因為我們都知道還有更大的挑戰(zhàn)在后面。此外，我還得出一個結(jié)論：只是必定要通過應(yīng)用才有其價值！以為會，但用的時候才發(fā)現(xiàn)完全是兩回事，所以，我以為只有真正的運用到實踐中才有可能真正領(lǐng)悟。最后再次感謝各位老師的悉心教導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助。

第三篇：數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計總結(jié)報告

課程設(shè)計總結(jié)報告

寫總結(jié)報告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報告的能力訓(xùn)練。總結(jié)報告包括以下內(nèi)容： 1．報告名稱

2．內(nèi)容摘要（<300字）3．設(shè)計內(nèi)容及要求

4．方案比較，畫出系統(tǒng)框圖，確定使用的方案。

5．單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件的選擇（含器件功能表）并說明單元電路工作原理。

6．畫出完整的電路圖 7．安裝調(diào)試內(nèi)容，包括：

（1）使用的主要儀器和儀表；（2）調(diào)試電路的方法和技巧；

（3）測試的數(shù)據(jù)和波形，并與計算結(jié)果比較分析；（4）調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。

8．總結(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點,提出進(jìn)一步的改進(jìn)意見和未來的發(fā)展。9．列出所用的元器件 10．列出參考文獻(xiàn)

第四篇：交通燈控制邏輯電路設(shè)計與總結(jié)報告

交通燈控制邏輯電路設(shè)計與總結(jié)報告

一、設(shè)計任務(wù)

用CPLD設(shè)計路口交通燈控制器

二、設(shè)計要求

1、滿足一下時序要求：南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；

2、每一方向的紅（綠）黃燈總共維持30秒；

3、十字路口要有時間顯示，具體為：當(dāng)某一方向綠燈亮?xí)r，置顯示器為30秒，然后以每秒減一技術(shù)方式工作，直至減到數(shù)為4秒時，紅綠燈熄滅，黃燈開始間隙閃耀4秒，減到0時，紅綠燈交換，一次工作循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一步另一方向的工作循環(huán)；

4、紅綠燈均采用發(fā)光二極管；

5、設(shè)計由晶振電路產(chǎn)生1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒信號的單元電路(實際秒脈沖由開發(fā)箱提供)；

6、要求對整體電路進(jìn)行仿真，觀察并記錄下仿真波形；

7、選作部分：

a、手動調(diào)整和自動控制，夜間為黃燈閃耀；

b、白天黃燈亮?xí)r，以2Hz的速度閃爍點亮四秒； c、紅綠燈循環(huán)點亮?xí)r間可以自由修改。

三、設(shè)計設(shè)備

含有Quartus軟件的電腦一臺，可下載的試驗臺；

四、設(shè)計方法

使用VHDL語言進(jìn)行程序的設(shè)計運行和仿真，以及波形的運行仿真，最后進(jìn)行下載仿真；

五、方案論證

方案1：把整個流程分成幾個進(jìn)程來做；

方案2：每個進(jìn)程都使用if和case語句實現(xiàn)功能的實現(xiàn)； 方案3：使用狀態(tài)機(jī)來實現(xiàn)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換；

方案論證：

1、要實現(xiàn)整個流程，需要做的輸出內(nèi)容類型不同，如果放在一個進(jìn)程里面就比較容易混淆，產(chǎn)生混亂。而采用分成幾個進(jìn)程來做的方式就明確了每個模塊的內(nèi)容和分工，使其調(diào)理清晰，一目了然；

2、if語句是條件語句，是VHDL語言中常用的基本語句。該流程中的變量比較繁多，而使用case語句分情況列出來，簡潔明了。

3、狀態(tài)機(jī)的使用格式簡潔，使用簡單方便，特別是在進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時候。并行的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不易出錯，可將狀態(tài)轉(zhuǎn)換、賦值、計數(shù)等多個功能封裝在某一個狀態(tài)中，并且更加便于為系統(tǒng)添加新的狀態(tài)功能。

方案選定：

通過以上分析，確定用以上方案為本次設(shè)計的方案。

六、工作原理

先對所給時鐘脈沖進(jìn)行分頻到標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖；設(shè)計兩個時鐘控制倒計時，倒計時的時間可自由修改，由輸入決定；設(shè)計另一個時鐘，用以控制白天與夜間模式的轉(zhuǎn)換；在白天時，根據(jù)倒計時的數(shù)字進(jìn)行紅綠燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；夜間時，紅綠燈狀態(tài)改為夜間模式：黃燈閃爍。

七、程序設(shè)計

------交通燈控制系統(tǒng)所使用的庫和包

-------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;

-------------------------------交通燈控制系統(tǒng)的實體

-------------------------entity jt is

port(clk,reset:in std_logic;

------------------時鐘脈沖clk由系統(tǒng)直接提供，需要進(jìn)行分

頻；reset是啟動鍵，當(dāng)reset為1是，系統(tǒng)啟動

t0:integer range 0 to30;

------------------紅綠燈循環(huán)點亮的時間，根據(jù)輸入的不同

系統(tǒng)運行的不同

r1,y1,g1,r2,y2,g2:out std_logic;

------------------r1為東西方向紅燈，y1為東西方

向黃燈，g1為東西方向綠燈；r2為南北方向紅燈，y2為南北方向黃燈，g2為南北方向綠燈

ec0,ec1,nc0,nc1:out std_logic_vector(3 downto 0));

------------------ec0,ec1分別為東西方向的倒計時間的個位和十位；

nc0,nc1分別為南北方向的倒計時間的個位和十位

end jt;-------------------------------交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體（5個進(jìn)程）

-------------------------architecture one of jt is

type state_type is(s0,s1,s2,s3);

------------------定義狀態(tài)的類型

signal state:state_type;

------------------使用狀態(tài)機(jī)

signal k:std_logic;

------------------分頻后的1Hz的標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖

signal c1,c2:integer range 0 to 30;

------------------定義東西、南北方向的兩個

倒計時的計數(shù)

signal t1:integer range 0 to 3600;

signal t2:integer range 0 to 24;------------------定義一個時鐘，用以控制白天與夜間模式 Begin------該進(jìn)程用以分頻

-------------------------q0:process(clk)

variable tt:std_logic_vector(9 downto 0);

------------------中間變量

begin

if clk'event and clk='1' then

if tt=“1111101000” then

----------------------把所給1kHz分頻成1Hz的脈沖

k，10000分頻，仿真值用“ 0000000100”八分頻

tt:=(others=>'0');

k<='1';

else

tt:=tt+1;k<='0';

end if;

end if;end process q0;-------------------------

------該進(jìn)程用以設(shè)計時鐘

-------------------------q1:process(k,reset)

begin

if reset='1' then

------------------啟動開關(guān)為1時，系統(tǒng)開始運行

t1<=0;t2<=0;

------------------從0點開始 elsif k='1' and k'event then if t1=3599 then

------------------一個t1循環(huán)是一個秒，仿真值用“35” if t2=23 then

-------------------一個t1循環(huán)是一個小時，一天24小時 t2<=0;

else t2<=t2+1;end if;t1<=0;else t1<=t1+1;end if;end if;end process q1;-------------------------------該進(jìn)程用以控制白天黑天模式和紅綠燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換

-------------------------q2:process(k,reset,t2)

begin

if t2>=5 and t2<=22 then

-------------------白天模式5：00到22：00之間

if reset='1' then

-------------------啟動開關(guān)為1時，系統(tǒng)開始運

行，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換

r1<='0';y1<='0';g1<='1';-------------------東西方向綠燈亮 r2<='1';y2<='0';g2<='0';-------------------南北方向紅燈亮 state<=s0;-------------------紅綠燈處于初始狀態(tài)s0 c1<=t0;

c2<=t0;-------------------倒計時從自由輸入值開始遞減 elsif k='1' and k'event then

case state is

when s0=>-------------------當(dāng)處于第1狀態(tài)時，討論

if c1=5 then

--------------由于進(jìn)程內(nèi)部的并列進(jìn)

行，當(dāng)?shù)褂嫊r第4秒時，進(jìn)入到第2狀態(tài)s1

state<=s1;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

--------------倒計時遞減

elsif c2=0 then

------------倒計時減到0時，再從

初始值開始

c1<=t0;

c2<=t0;

else

----------------否則繼續(xù)保持第1狀態(tài)s0

state<=s0;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

end if;

when s1=>-------------------當(dāng)處于第2狀態(tài)時，討論

if c1=1 then--------------由于進(jìn)程內(nèi)部的并列進(jìn)行，當(dāng)

倒計時第t0秒時，進(jìn)入到第3狀態(tài)s2

state<=s2;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

else----------------否則繼續(xù)保持第2狀態(tài)

state<=s1;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

end if;

when s2=>-------------------當(dāng)處于第3狀態(tài)時，討論

if c2=5 then--------------由于進(jìn)程內(nèi)部的并列進(jìn)行，當(dāng)?shù)褂嫊r第4秒時，進(jìn)入到第4狀態(tài)s3

state<=s3;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

elsif c1=0 then

------------倒計時減到0時，再從初

始值開始

c1<=t0;

c2<=t0;

else

----------------否則繼續(xù)保持第3狀態(tài)

state<=s2;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

end if;

when s3=>-------------------當(dāng)處于第4狀態(tài)時，討論 if c2=1 then--------------由于進(jìn)程內(nèi)部的并列進(jìn)行，當(dāng)?shù)?/p>

計時第t0秒時，進(jìn)入到第1狀態(tài)s0

state<=s0;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

else----------------否則繼續(xù)保持第4狀態(tài)

state<=s3;

c1<=c1-1;

c2<=c2-1;

end if;

when others=> state<=s0;

end case;if state=s0 then

r1<='0';y1<='0';g1<='1';

r2<='1';y2<='0';g2<='0';elsif state=s1 then

r1<='0';g1<='0';

r2<='1';y2<='0';g2<='0';

if c1=4 or c1=2 then y1<='1';

else y1<='0';

end if;elsif state=s2 then

r1<='1';y1<='0';g1<='0';

r2<='0';y2<='0';g2<='1';elsif state=s3 then

r1<='1';y1<='0';g1<='0';

r2<='0';g2<='0';

if c2=4 or c2=2 then y2<='1';

else y2<='0';

end if;end if;

--各個狀態(tài)的紅綠燈變量的賦值，‘1’亮‘0’熄 end if;else-------------------夜間模式22：00到次日5：00之間

c2<=0;c1<=0;r1<='0';r2<='0';g1<='0';g2<='0';y1<=k;y2<=k----------------紅綠燈的狀態(tài)：脈沖k賦給黃燈變量，黃燈閃爍

end if;end process q2;-------------------------------該進(jìn)程用于東西方向倒計時的譯碼顯示

-------------------------q3:process(c1)

begin case c1 is when 0=>ec0<=“0000”;ec1<=“0000”;when 1=>ec0<=“0001”;ec1<=“0000”;when 2=>ec0<=“0010”;ec1<=“0000”;when 3=>ec0<=“0011”;ec1<=“0000”;when 4=>ec0<=“0100”;ec1<=“0000”;when 5=>ec0<=“0101”;ec1<=“0000”;when 6=>ec0<=“0110”;ec1<=“0000”;when 7=>ec0<=“1000”;ec1<=“0000”;when 9=>ec0<=“1001”;ec1<=“0000”;when 10=>ec0<=“0000”;ec1<=“0001”;when 11=>ec0<=“0001”;ec1<=“0001”;when 12=>ec0<=“0010”;ec1<=“0001”;when 13=>ec0<=“0011”;ec1<=“0001”;when 14=>ec0<=“0100”;ec1<=“0001”;when 15=>ec0<=“0101”;ec1<=“0001”;when 16=>ec0<=“0110”;ec1<=“0001”;when 17=>ec0<=“0111”;ec1<=“0001”;when 18=>ec0<=“1000”;ec1<=“0001”;when 19=>ec0<=“1001”;ec1<=“0001”;when 20=>ec0<=“0000”;ec1<=“0010”;when 21=>ec0<=“0001”;ec1<=“0010”;when 22=>ec0<=“0010”;ec1<=“0010”;when 23=>ec0<=“0011”;ec1<=“0010”;when 24=>ec0<=“0100”;ec1<=“0010”;when 25=>ec0<=“0101”;ec1<=“0010”;when 26=>ec0<=“0110”;ec1<=“0010”;when 27=>ec0<=“0111”;ec1<=“0010”;when 28=>ec0<=“1000”;ec1<=“0010”;when 29=>ec0<=“1001”;ec1<=“0010”;when 30=>ec0<=“0000”;ec1<=“0011”;----------------------------當(dāng)在設(shè)定范圍內(nèi)時，分別為個位十位譯碼并顯示

when others=>ec0<=“0000”;ec1<=“0000”;

-------------------------否則，LED燈顯示0

end case;

end process q3;-------------------------------該進(jìn)程用于南北方向倒計時的譯碼顯示

-------------------------q4:process(c2)

begin

case c2 is when 0=>nc0<=“0000”;nc1<=“0000”;when 1=>nc0<=“0001”;nc1<=“0000”;when 2=>nc0<=“0010”;nc1<=“0000”;when 3=>nc0<=“0011”;nc1<=“0000”;when 4=>nc0<=“0100”;nc1<=“0000”;when 5=>nc0<=“0101”;nc1<=“0000”;when 6=>nc0<=“0110”;nc1<=“0000”;when 7=>nc0<=“0111”;nc1<=“0000”;when 8=>nc0<=“1000”;nc1<=“0000”;when 9=>nc0<=“1001”;nc1<=“0000”;when 10=>nc0<=“0000”;nc1<=“0001”;when 11=>nc0<=“0001”;nc1<=“0001”;when 12=>nc0<=“0010”;nc1<=“0001”;when 13=>nc0<=“0011”;nc1<=“0001”;when 14=>nc0<=“0100”;nc1<=“0001”;when 15=>nc0<=“0101”;nc1<=“0001”;when 16=>nc0<=“0110”;nc1<=“0001”;when 17=>nc0<=“0111”;nc1<=“0001”;when 18=>nc0<=“1000”;nc1<=“0001”;when 19=>nc0<=“1001”;nc1<=“0001”;when 20=>nc0<=“0000”;nc1<=“0010”;when 21=>nc0<=“0001”;nc1<=“0010”;when 22=>nc0<=“0010”;nc1<=“0010”;when 23=>nc0<=“0011”;nc1<=“0010”;when 24=>nc0<=“0100”;nc1<=“0010”;when 25=>nc0<=“0101”;nc1<=“0010”;when 26=>nc0<=“0110”;nc1<=“0010”;when 27=>nc0<=“0111”;nc1<=“0010”;when 28=>nc0<=“1000”;nc1<=“0010”;when 29=>nc0<=“1001”;nc1<=“0010”;when 30=>nc0<=“0000”;nc1<=“0011”;---------------------------當(dāng)在設(shè)定范圍內(nèi)時，分別為個位十位譯碼并顯示

when others=>nc0<=“0000”;nc1<=“0000”;

end process q4;-------------------------end architecture one;

----所有進(jìn)程結(jié)束-------------------------

八、仿真結(jié)果

1、clk為輸入脈沖；開始令reset為’1’，啟動系統(tǒng)，系統(tǒng)正常工作后值為’0； t0為紅綠燈循環(huán)時間，可自由修改，如果輸入值為’0010000’，則為16秒倒計時。如下圖：系統(tǒng)從0點開始運行，處于夜間模式時，倒計時都為“00”，兩個方向都為黃燈閃爍，紅綠燈都熄滅。

---------------------------否則，LED燈顯示0

end case;2、5：00之后，進(jìn)入到白天模式：從第1狀態(tài)（東西方向綠燈亮、南北方向紅燈）開始，倒計時從16秒開始遞減。倒計時第4秒后進(jìn)入第2 狀態(tài)（東西方向黃燈閃爍，南北方向紅燈亮）。

3、倒計時第0秒后進(jìn)入第3 狀態(tài)（東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮），倒計時再從16秒開始遞減；倒計時第4秒后進(jìn)入第4 狀態(tài)（東西方向紅燈亮，南北方向黃燈閃爍）；倒計時第0秒后進(jìn)入第1 狀態(tài)（東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮），倒計時再從16秒開始遞減

。如此循環(huán)。

4、當(dāng)計時器到22：00時，再次進(jìn)入夜間模式：東西南北方向黃燈閃爍；到次日5：00時又回到白天模式。如此循環(huán)。

九、討論與改進(jìn)

特點：

1、在整個設(shè)計過程中，分進(jìn)程實現(xiàn)整個功能，簡單明了；

2、狀態(tài)機(jī)的功能和優(yōu)點得到了較為完整的體現(xiàn)；

3、分夜間和白天模式不同，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)；

4、黃燈以閃爍的形式亮；系統(tǒng)運行后紅綠燈循環(huán)點亮的時間也可自由修改。不足：

1、整個系統(tǒng)啟動后從夜間0點開始運行，而不能隨意調(diào)為哪個時間的交通燈狀態(tài)，只能從程序中改，不能手動調(diào)節(jié)；

2、整個功能還是比較簡單，未能分左右轉(zhuǎn)和直行的情況；

3、緊急情況處理時也無特殊處理的設(shè)置。

改進(jìn)：

1、在進(jìn)程中可增加一個輸入量，用以控制系統(tǒng)的時鐘時間，方便調(diào)節(jié)模式和交通燈狀態(tài)；

2、在進(jìn)程中可加入幾個紅綠燈狀態(tài)來分別控制東西方向和南北方向的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和直行的紅綠燈狀態(tài)；

3、在原有程序的基礎(chǔ)上，可通過增加一個輸入量來控制一種特殊狀態(tài)，用以控制特殊情況的處理，視該特殊情況而定。

二○一○年九月三日

第五篇：電路設(shè)計自薦書

我是四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院、即將畢業(yè)于2009年6月的學(xué)生。所學(xué)的專業(yè)是；應(yīng)用電子技術(shù)。我仰慕貴單位重知識，重視 人才 之名，希望能成為貴單位的一員，為單位的事業(yè)發(fā)展盡我全力。

本人在校學(xué)習(xí)刻苦，成績優(yōu)秀，通過在校學(xué)習(xí)，掌握了良好的專業(yè)知識，和理論基礎(chǔ)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了各項知識技能。

我有一定的工作經(jīng)驗，在校外，我經(jīng)常參加學(xué)校的三下鄉(xiāng)活動，上門免費維修家電，在校內(nèi)，組織電子協(xié)會成員進(jìn)行電子設(shè)計比賽，活動也是搞得有聲有色。

我的性格開朗、熱情誠實、能夠吃苦耐勞、有責(zé)任感、有團(tuán)結(jié)精神，人際關(guān)系好。

我的酷好是；電路設(shè)計，我能獨立完成從：電路原理圖設(shè)計 pCB布線電路設(shè)計 制作電路版的全過程 安裝電路版 調(diào)試電路等全過程。我在校期間，我還設(shè)計了一些電子成品如：150W三分頻功放、無線話筒、人體紅外感應(yīng)燈等。效果很好。

我初涉世事，某些方面還不成熟，但我正視自己的不足，我將在今后實踐中虛心學(xué)習(xí)，不斷專研，積累工作經(jīng)驗，提高工作能力，完善充實自己，我期望能有一片揚(yáng)我所長的天地，我將奉獻(xiàn)我的智慧和汗水。