基于Multisim的交通信号灯--电子技术课程设计报告

电子技术课程设计报告

题 目： 基于Multisim的交通信号灯

学生姓名： 学生学号： 年 级： 专 业： 班 级： 指导教师：

机械与电气工程学院制

2016年11月

交通信号灯设计

机械与电气工程学院 自动化专业

1设计的任务与要求 1.1课程设计的任务

1、进一步熟悉数字电路中计数器，译码器，555定时器等中规模逻辑器件的综合使用。

2、探究，学习可编程交通信号灯的工作原理。

3、了解使用数字电子电路知识来解决电子线路的实际问题的能力。以便更好掌握所学的知识，培养一定的动手能力。 1.2课程设计的要求

1、要求使用555定时器、计数器。 2、要求东西亮灯一致，南北亮灯一致。

3、东西亮绿灯和黄灯时，南北亮红灯；南北亮绿灯和黄灯时，东西亮红灯，黄灯亮时每秒种闪亮一次，红灯亮35s，绿灯亮32s，黄灯3s。

4、东西、南北方向除了有红（R）、黄（Y）、绿（G）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）；

2交通信号灯设计方案制定 2.1交通信号灯设计的原理

电路大体上可分为三个部分，即：主控制电路部分、计数器部分、红绿灯控制部分。红绿灯控制部分的门电路较多，需要占用较大的空间；主控制电路部分分布在系统的各个部分，可以说是系统的灵魂，它对整个系统进行着控制。计数器部分比较简单，主要是进行计数并且产生进位信号。

2.2交通信号灯设计的技术方案 译码·显示

预置数控制 秒脉冲 主控制电路 减法计数器 交通信号灯状态控制 东西方向信号灯 南北方向信号灯 图1 交通信号灯控制系统原理框图

交通灯原理控制如上图所示，它主要由秒脉冲发生器、定时器、译码器、控制器等部分组成。利用555定时器产生秒脉冲送至74LS192减法计数器，控制74LS192做减法计算。状态控制电路74LS162进行交通信号灯之间的转换。74LS138输入端接74LS162输出端，再对74LS192进行预置数。

3交通信号灯设计方案实施

3.1交通信号灯单元模块功能及电路设计 3.1.1 1s脉冲发生器

以555定时器接外接电路形成多谐荡器，输出频率为1Hz的脉冲信号，用作74LS162计数器及74LS192减法计数器的CLK信号。

由脉冲频率公式：

f=1/0.7(R1+2R2)C 要使f=1Hz，可选择R1=43K，R2=50K，C=10uF。 形成电路 VCC5VA1VCCRSTDISOUTR143kΩR250kΩC110μFTHRTRICONGND555_VIRTUALGND 图2 脉冲发生器 3.1.2 状态控制单元

主控电路属于时序逻辑电路，状态控制器是系统的核心部分，通过74LS162控制主支干道红绿黄灯亮灭的四中种装态S0（南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮），S1(南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮)，S2（南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮），S3（南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮）。

令灯亮为“1”、灯灭为“0”,南北干道红绿黄等分别为R1、G1、Y1,东西干道红绿黄等分别为R2、G2、Y2，东西、南北方向交通信号灯的工作是同时进行的。前25秒南北方向绿灯亮东西方向红灯亮，之后5秒南北方向黄灯亮.东西方向红灯亮，之后25秒南北方向红灯亮东西方向绿灯亮，接着5秒南北方向红灯亮.东西方向黄灯亮，一次循环为60秒。

状态流程图如下：

S0

S2 S3 S1

图3 状态流程转换图

表1 信号灯电路真值表

输 QB 0 0 1 1

入 QA 0 1 0 1 R1 0 0 1 1 G1 1 0 0 0 输 Y1 0 1 0 0 R2 1 1 0 0 出 G2 0 0 1 0 Y2 0 0 0 1 状态 S0 S1 S2 S3 74LS162输出为0011时置数，接成四进制计数器，CLK接状态转换控制信号。

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