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1、- 基于Multisim 11交通灯控制器设计摘要：介绍运用Multisim 11 仿真软件，设计一个十字路口交通灯控制器。该控制器实现了对十字路口交通信号灯控制。利用Multisim 11 这种比拟高效的设计平台，能够方便地设计电路，并且运用虚拟仪器库进展仿真以及验证电路是否到达设计要求。与传统的设计方法相比，他更具有省时、低本钱、高效率的优越性。关键词：Multisim 11；交通灯控制器；组合逻辑电路：Design Traffic Lights Controller at the Crossroads Based on Multisim 11Abstract:A traffic ligh
2、ts controller at the crossroads was designed based on Multisim11 simulation software, and the traffic signal lights control at the crossroads was realized . It is easy to design the electric circuit bu using high efficient Multisim 11 design platform, make the simulation by virtual instrument librar
3、ies, and verify the electric ciecuit whether or not meet the design requirements. It has superiority of time saving, loe cost and efficient by paring with the traditional design method.Keywords:Multisim 11; traffic controller; binatorial logical circuit; 目 录1.绪论12.交通信号灯控制电路的概述1 3.单元模块。2 3.1电源模块2 3.2
4、 秒脉冲发生模块4 3.3 计数模块5 3.4 逻辑电路模块6 3.5 分频器模块84. 数字电子钟电路的仿真与调试9 4.1 仿真软件的简介9 4.2 交通信号灯控制电路的仿真10 4.3 交通信号灯控制电路的实现11 4.4 调试方法11 4.5 调试中出现的问题、原因分析及解决方案12 5.总结13 参考文献14 致谢15 附录16. z-1.绪论随着我国城市化建立的开展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常百姓家，再加上政府大力开展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如、*、*等均出现了道路交通超负荷运行的情况。因此，自80年代后期以来，很多城市纷纷扩建城市道
5、路，在道路建立完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通数量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多穿插的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受到这种路况的制约。所以，如何采用适宜的控制方法，最大限度利用好消耗巨资修建的多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的问题。在这种情况下，道路交通信号灯开场发挥着越来越重要的作用，并已成为交通部门管理交通的重要工具之一。2交通信号灯控制电路的概述交通信号灯控制电路的逻辑框图如图2-1所示。它由555集成芯片构成的多谐振荡电路、双D触发器
6、构成的分频器、十二进制扭环形计数器、直流稳压电源构成局部以及组合逻辑电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为4秒脉冲，4秒脉冲送入计数器，来控制红黄绿灯的工作状态及工作时间。可通过观察亮灯的情况形成有序的交通。其整体电路图如图2-1所示。系统电路南北信号灯东西信号灯组合逻辑电路十二进制计数器 四分频器 秒脉冲产生电路工作方式控制开关图 2-1 整体电路框图 该系统的工作原理是：信号灯黑天工作，即开关闭合时，计数器被置零，不工作，A、B输入为低电平，使红灯、绿灯不工作。当555多谐振荡器产生的秒脉冲为高电平时，黄灯亮，为低电平时，黄灯灭。产生黄灯闪烁的现象。信号灯白天工作，
7、即开关断开时，计数器正常工作，有直流稳压电源为其提供5V直流电压，555定时器形成的多谐振荡器为其提供秒脉冲，A、B输入为高电平，通过与、或、非们组成的组合逻辑电路决定亮灯的情况，使*方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。其*号灯白天点亮流程图如图2-2所示。 南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮5t 南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮1t 南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮5t 南北方向绿灯亮，东西方向黄灯亮1t图2-2 信号指示灯白天点亮流程图 3.单元模块 3.1电源模块电源电路如图3-1所示，直流稳压电源包括变压器降压、二极管或整流
8、桥整流、电容滤波、集成稳压芯片稳压四局部。电源电压采用直流5v，通过变压器将市电220v降压到交流9v，在通过整流桥整流整流滤波和稳压块7805得到直流5v电压。直流稳压电源的任务是为整体电路提供直流电源。故稳压电源电路的输出稳压值和输出的电流值应该满足整体电路的需要。在变压器次级交流电压u2为正半周时，即A为正B为负时，二极管D2、D3导通，D1、D4截止。电流流经的路径是：从A点出发，经二极管D2、负载，在经D3回到B点。假设忽略二极管的正向压降，可以认为R2上的电压u0u2 .当u2为负半周时，即A为负B为正时，二极管的D1、D4导通D2、D3截止。电流的通路是从B点出发，经D4、负载R
9、2回到原A点。假设忽略二极管的正向压降u0-u2.从图上看出，无u2的正、负半周如何变换，流经R2的电流方向始终不变，即由C到D。四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。在负载上，即可得到全脉冲的直流电压和电流。因为这种整流属于全波整流类型。 图3-1 直流稳压电源电路图3.2 秒脉冲发生模块秒脉冲产生电路实习就是一个多谐振荡电路，它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路，也可以是用555和电阻、电容组成的多谐振荡器。 根本RS触发器、双极型三极管T和输出缓冲器组成，其外部有8个引脚，第8脚为电源端，第1脚为接地端，第3脚为输出端，第4脚为直接复位端，第5脚为控制电压输入端，第
10、6脚为复位控制端，第2脚为置位控制端，第7脚为放电端。如图3-2所示CB555的电路构造图，3-3所示555定时器引脚图。为了电路简单和调节振荡周期的方便，采用555定时器组成多谐振荡器。 图 3-2 CB555电路构造图. z- 图3-3 555定时器引脚图 振荡周期与频率的计算公式为：T=(R1+2R2)CIn2=0.7(R1+2R2)C电源电压VCC=+5V,其中电路图中C2的作用是防止电磁干扰对振荡电路的影响，一般选用0.01uF的瓷片电容。在此毕业设计中要求输出T=1s，选取的电容为C1=1uF，R1=560，根据振荡周期计算，选择电阻R1=560。当元件选取完成以后，根据电路原理图
11、连接电路即可。图3-4 555定时器与RC组成的多谐振荡器3.3 计数模块74LS164是用8位串行输入并行输出的移位存放器主成的扭环形十二进制计数器。数据通过两个输入端A或B之一串行输入：任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。或者两个输入端连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。它具有异步清零、置数、计数、保持等功能，图3-5为其引脚排列和逻辑符号，. z-逻辑功能见表3-1. 图3-5 74LS164引脚排列和逻辑符表3-1 74LS164的逻辑功能表输入 输出清零 时钟 串入 RD, CP AB QA QB QC QD QE QF QG QH L * * L L L L
