基于multisim的交通信号灯电子技术课程设计报告大学论文.doc

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1、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

2、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。东西方向信号灯南北方向信号灯译码·显示2.2交通信号灯设计的技术方案减法计数器交通信号灯状态控制预置数控制

3、主控制电路秒脉冲图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3.1.11s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+2R

4、2)C要使f=1Hz，可选择R1=43K，R2=50K，C=10uF。形成电路图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.

5、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。S0状态流程图如下：S3S1S2图3状态流程转换图表1信号灯电路真值表输入输出QBQAR1G1Y1R2G2Y2状态00010100S001001100S110100010S211100001S374LS162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。图4状态控制电路3.1.3初值预置单元当交通灯控制系统开始工作时，该部分电路将实现各种状态的转换功能。由于Multisim的问题，本来预置数为25、5、25、5，现在根据原理，预置数要改为35、5、35、5，将

6、数码管显示南北方向绿灯和东西方向红灯的预值（25秒），预置：0011、0101；当其减到0时，计数器产生借位，此时南北绿灯和东西方向红灯同时灭。然后将南北方向黄灯和东西方向红灯的预值（5秒），预置0000、0101；重复上述转换功能，实现倒计时计数功能。图5初值预置电路3.1.4数字显示单元用两片计数器74LS192接成百进制减法计数器，低位片的借位输出端接高位片的脉冲输入端。高位的借位端用作主控制电路翻转的脉冲信号来完成状态的改变，同时主控制电路的输出状态又控制了减法计数器的下次计数的初值。由置数模块采用译码器（74LS138）译码。减法计数器的十位和个位分别接译码器和静态数码管来显示时间

7、的倒计时。通过电路与静态显示管来循环显示25、5、25、5这四个数图6数字显示电路3.2交通信号灯电路参数计算及元器件选择3.3交通信号灯系统整体电路图3.4元器件清单名称作用数量555定时器174LS138编码器174LS162同步计数器174LS192减法计数器174LS00与非门174LS32或门174LS04非门174LS08与门1DCD_HEX数码管4C电容4R电阻4信号灯显示红绿黄14交通信号灯设