基于Multisim的交通信號燈

電子技術課程設計報告題目：基于Multisim的交通信號燈學生姓名： 學生學號：年級：專業(yè)：班級：指導教師：機械與電氣工程學院制2016年11月交通信號燈設計機械與電氣工程學院自動化專業(yè)1設計的任務與要求1.1課程設計的任務1、進一步熟悉數(shù)字電路中計數(shù)器，譯碼器，555定時器等中規(guī)模邏輯器件的綜合使用。2、探究，學習可編程交通信號燈的工作原理。3、了解使用數(shù)字電子電路知識來解決電子線路的實際問題的能力。以便更好掌握所學的知識，培養(yǎng)一定的動手能力。1.2課程設計的要求1、要求使用555定時器、計數(shù)器。2、要求東西亮燈一致，南北亮燈一致。3、東西亮綠燈和黃燈時，南北亮紅燈；南北亮綠燈和黃燈時，東西亮紅燈，黃燈亮時每秒種閃亮一次，紅燈亮35s，綠燈亮32s，黃燈3s。4、東西、南北方向除了有紅（R）、黃（Y）、綠（G）燈指示外，每一種燈亮的時間都用顯示器進行顯示（采用倒計時的方法）；2交通信號燈設計方案制定2.1交通信號燈設計的原理S3S1S3S1S2S2圖3狀態(tài)流程轉換圖表1信號燈電路真值表輸入輸出QBQAR1G1Y1R2G2Y2狀態(tài)00010100S001001100S110100010S211100001S374LS162輸出為0011時置數(shù)，接成四進制計數(shù)器，CLK接狀態(tài)轉換控制信號。圖4狀態(tài)控制電路3.1.3初值預置單元當交通燈控制系統(tǒng)開始工作時，該部分電路將實現(xiàn)各種狀態(tài)的轉換功能。由于Multisim的問題，本來預置數(shù)為25、5、25、5，現(xiàn)在根據(jù)原理，預置數(shù)要改為35、5、35、5，將數(shù)碼管顯示南北方向綠燈和東西方向紅燈的預值（25秒），預置：0011、0101；當其減到0時，計數(shù)器產(chǎn)生借位，此時南北綠燈和東西方向紅燈同時滅。然后將南北方向黃燈和東西方向紅燈的預值（5秒），預置0000、0101；重復上述轉換功能，實現(xiàn)倒計時計數(shù)功能。圖5初值預置電路3.1.4數(shù)字顯示單元用兩片計數(shù)器74LS192接成百進制減法計數(shù)器，低位片的借位輸出端接高位片的脈沖輸入端。高位的借位端用作主控制電路翻轉的脈沖信號來完成狀態(tài)的改變，同時主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計數(shù)器的下次計數(shù)的初值。由置數(shù)模塊采用譯碼器（74LS138）譯碼。減法計數(shù)器的十位和個位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時間的倒計時。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示25、5、25、5這四個數(shù)圖6數(shù)字顯示電路3.2交通信號燈電路參數(shù)計算及元器件選擇3.3交通信號燈系統(tǒng)整體電路圖3.4元器件清單名稱作用數(shù)量555定時器174LS138編碼器174LS162同步計數(shù)器174LS192減法計數(shù)器174LS00與非門174LS32或門174LS04非門174LS08與門1DCD_HEX數(shù)碼管4C電容4R電阻4信號燈顯示紅綠黃14交通信號燈設計的仿真實現(xiàn)4.1仿真軟件介紹電子線路仿真軟件Multisim12.0是美國NI公司開發(fā)的多功能EDA高層次工具軟件，不僅僅局限于電子線路的虛擬仿真，而是其在LabVIEW虛擬儀器、單片機仿真等技術方面都有更多的創(chuàng)新和提高。它采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路，在計算機屏幕上仿真實驗室的工作平臺，繪制電路圖需要的各種元器件，電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。Multisim12.0還是一個優(yōu)秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器，可以用比傳統(tǒng)實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器的測量方法，并能解決傳統(tǒng)電子實驗過程中既繁瑣、費時，又不便進行觀測開路、短路、漏電和過載等情況，因此非常適合電子技術課程的教學和實驗。4.2交通信號燈設計仿真實現(xiàn)5總結及心得體會5.1設計過程中遇到的問題及解決方法第一次仿真：數(shù)碼管無法進行倒計時功能，原因是５５５定時器的ｖｃｃ沒有接好。第二次仿真：數(shù)碼管倒計時間過快，5.2設計體會通過本次課程設計，對數(shù)字電路的基本知識有了更加深刻的印象，對555定時器有了更深的認識，完成了交通燈的設計。對以前所學的電子電路和數(shù)電知識既是鞏固又是發(fā)展。學會了在實踐中運用理論，用理論來指導實踐，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實際的正確設計思想。通過對課題的設計，訓練了運用所學的理論知識去思考問題并聯(lián)系理論實際解決問題的能力，提高了邏輯思維的能力。在這次課程設計中，培養(yǎng)了實際運用理論的能力，懂得理論聯(lián)系實際去處理問題，也培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神，為以后更好的的學習和工作打下了結實的基礎，對于我們來說是一次難得的實踐機遇，也是一個寶貴的精神財富。參考文獻[1]康華光.電子技術基礎.模擬部分[M].第五版.北京：高等教育出版社，1998.8.[2]沈小豐，余瓊蓉主編電子線路實驗模擬電子實驗[M].第一版清華大學出版社，2008.[3]賈更新.電子技術基礎實驗、設計與仿真.鄭州大學出版社，2006.10[4]王革思.數(shù)字電路原理設計與實踐教程.哈爾濱工程大學出版社，2007.4[5]孫肖子.電子設計指南[M].北京：高等教育出版社2006.1.[6]朱彩蓮.MULTISIM仿真實驗教材[M].西安:西安電子科技大學出版社，2007.[7]童詩白，華成英主編.模擬電子基礎[M].第四版.高等教育出版社，2006.[