Multisim交通灯仿真电路图

ID:435945 · 发表于 2018-12-20 11:49

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设计任务

设计一个有一条主干道和一条支干道汇合形成的十字交叉路口的交通信号灯控制电路。基本要求：

1、通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮提醒司机将行使中的车辆靠在禁行线之外。

2、主、支干道交替通行，主干道每次放行60s，支干道每次放行50s，在每次有亮绿灯变成红灯的转换过程中，要求亮5s的黄灯作为过渡。

3、十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体要求主、支干道通行时间及黄灯的时间均以秒作为单位，采用倒计时的方式显示。

4、画出电路原理图。

5、进行电路的仿真与调试。

设计目的

1、巩固加深对电子线路的基本知识，提高综合运用专业知识的能力；

2、培养学生查阅参考文献，独立思考、设计、钻研专业知识相关问题的能力；

3、通过实际制作安装电子线路，学会单元电路以及整机电路的调试与分析方法；

4、掌握相关电子线路工程技术规范以及常规电子元器件的性能技术指标；

5、了解电气图国家标准以及电气制图国家标准，并利用电子multisim正确绘制电路图；

6、培养严肃认真的工作作风与科学态度，建立严谨的工程技术观念；

7、培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

倒计数电路设计

根据主干道与支干道红绿灯交替状况可知：当主干道绿灯亮60s开始计时，支干道亮红灯，当到第0s时，主干道黄灯亮；倒计时5秒，只干道亦亮红灯，再主干道为红灯，此时从50s开始计时，支干道绿灯亮。当倒计时末第0秒时，只干道亮黄灯5秒。如此循环往复，整个倒计时器完成。

由此可知，倒计数器的时钟脉冲应为秒脉冲，控制倒计数器开始工作和停止工作的都是主控制器。由于是由灯亮控制相应倒计时器，根据百度所查加减计数器元件中我们可以用74LS190、74LS191、74LS193、CD4518等集成元件实现倒计数的设计，亦可利用所学74LS161外加非门做成十进制减计数器，而由74LS190N是十进制可逆计数器，考虑到元件连接的简单性，我采用74LS190设计倒计数器。

控制电路与显示电路模块仿真

主干道黄灯倒计时模块仿真如图

主干道红灯倒计时模块仿真如图

主干道绿灯倒计时模块仿真如图

系统总述系统由三大部分组成分别为：主控制器、倒计数器、显示管译码器。整个系统内含有一个开关控制总体电路的工作，开关闭合后输入信号通过脉冲发生器变成秒脉冲，然后秒脉冲输入到倒计数器，变成周期为5秒的脉冲，并且每个周期里只有一个下降沿和一个上升沿,使主控制器工作以便控制指示灯的工作和显示管译码器的工作。接入倒计时器的秒脉冲起到计时的作用，每次来一个脉冲倒计时器就变化一下（即为递减一次）耗时一秒。然后把倒计时的信号通过显示管译码器译码输入到显示管内显现出来，以通知路人红灯离转换到绿灯还需要多长时间。在交通灯的变换过程中，绿灯变成红灯时中间有个过渡时期即绿灯停止计时后黄灯亮五秒秒钟后红灯才亮，中间穿插黄灯这个时间内是为了提醒路人过斑马线的赶快走过十字路口，没有过斑马线的就在斑马线前停一会，等下次绿灯亮时再过十字路口。

交通灯是城市交通监管系统的重要组成部分，对于保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅起到了重要的作用。随着车辆的日益增多，交通问题将日趋严重。可通过多修建道路或车辆的办法来解决，但道路的增加是有限的，而限制撤了会使汽车及其相关产业受到压制。目前，发达国家的交通主要是向智能化交通方向发展。交通灯是管理城市交通的重要工具，交通灯对道路交通流的影响近年来引起广大学者的广泛注意。目前绝大部分交通灯其时间都是设定好的，不管是车流高峰还是低谷，红绿灯的时间都固定不变，还有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来都不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优。
本论文在电子线路仿真的基础上，结合实际，采用模拟逻辑的测试方法，对整个道路的交通现状进行简单的统计。经过模拟仿真得出整个系统的都可以实现预定的功能，具有一定的实用性。