交通灯信号控制器仿真设计

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1、交通灯信号控制器仿真设计08机电2班张丽云08111160411.前言城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。交通信号灯的出现，使交通得以有效地管制，对于疏导交通、减少交通事故有明显的效果。现有2条主干道汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆

2、安全通行。2、功能要求2.1东西方向车道和南北方向车道两天交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45s，时间可设置修改；2.2绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，而且每秒闪亮一次，才能变换车道运行；2.3除红绿灯外，每一种灯亮的时间都用显示器采用倒计时方式进行显示。3、电路设计S0：东西方向车道的绿灯亮，车道通行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；S1：东西方向车道的黄灯亮，车辆缓行；南北方向车道的红灯亮，车道禁止通行；S2：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车辆通行；S3：东西方向车道的红灯亮，车道禁止通行

3、；南北方向车道的黄灯亮，车辆缓行；用以下六个符号分别代表东西（A）、南北（B）方向上各灯的状态：GA=1：东西方向车道的绿灯亮；YA=1：东西方向车道的黄灯亮；RA=1：东西方向车道的红灯亮；GB=1：南北方向车道的绿灯亮；YB=1：南北方向车道的黄灯亮；RB=1：南北方向车道的红灯亮。3.1信号灯的装换设编码状态为S0=00、S1=01、S2=11、S3=10，其输出为Q1、Q0表1由表1可以得出信号灯状态的逻辑表达式：======由特性方程：=+=+=J+可得=，=；=，=按以上分析连接电路：图13.2倒计时计数器计数器选用集成电路7

4、4190。74190是十进制同步可逆计算器，具有异步并行置数功能、保持功能。由于74190没有专用的清零输入端，要借用、、、的输出数据间接的实现清零功能。功能表如下：表2要实现45s的倒计时，需选用两个74190芯片级联成一个从99到00的计数器，其中作为个位数的74190芯片的CLK接秒脉冲发生器，再把个位数74190芯片输出端、用一个与门连起来，再接在十位数74190芯片的CLK端。当个位数减到0时，再减1就会变成9，0（0000）和9（1001）之间的、同时由0变为1，把、与起来接在十位数74190芯片的CLK端，此时会给十位数74

5、190芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。预置数功能功能：用8个开关分别接十位数74190芯片的D、C、B、A端和个位数74190芯片的D、C、B、A端。预置数的范围为1~99。断开相当于接0，合上相当于接1。按照表2，CTEN端接低电频，加/减计数控制端D/U接高电频实现减计数，预置端LOAD接高电频时计数，接低电频时预置数。因此，工作开始时，LOAD为0，计数器预置数，置完数后，LOAD变为1，计数器开始倒计时，当倒计时减为00时，LOAD又变为0，计数器又预置数，如此循环下去。此功能可以借助两个4输入的或非门连接，然后再用一个与非门连

6、接来完成。连接后电路图如下所示：图23.3倒计时计数器与信号灯转换器的连接倒计时计数器向信号灯转换器提供定时信号T5和定时信号T0以实现信号灯的转换。T0表示倒计时减到00（即绿灯的预置时间，因为到00时，计数器重新置数），此时给信号灯转换器一个脉冲，使信号灯发生转变，一个方向的绿灯亮，另一个方向的红灯亮。接法为：把个位、十位计数器的输出端、、、分别用一个4输入或非门连起来，再把这两个4输入或非门的输出用一个与门连起来。T5表示倒计时减为05时，给信号灯转换器一个脉冲，使信号灯发生转变，绿灯变黄灯，红灯不变。接法为：当减到数05时，把十位

7、计数器的输出端、、、分别用一个4输入或非门连起来，个位计数器的输出端、用一个两输入或非门连起来，再把两个或非门与个位计数器的输出端、用一个四输入与门连起来。最后将T5和T0两个定时信号用或门连接接入信号灯转换器的时钟端。电路图如下所示：图34．电路硬件仿真单击启动按钮，打开开关，东西方向车道绿灯亮，南北方向红灯亮。显示器从预置数45s减到5s时，绿灯转换为黄灯，红灯不变，且黄灯每秒闪一次；减到一秒时，预置数，东西方向车道红灯亮，南北方向绿灯亮，如此循环下去。5．分析总结通过这次课程设计，我学到了好多东西。首先是加深了对课本基础知识的理解，

8、其次，通过查阅相关书籍，上网搜索相关资料。拓展了自己的知识范围，了解芯片的功能与使用，Multisim软件中有好多东西都是这次课程设计中自己学会的。当然，在设计电路过程中也会遇到一些麻烦，比如