基于Multisim的交通信號(hào)燈

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于Multisim的交通信號(hào)燈學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)：年級(jí)：專業(yè)：班級(jí)：指導(dǎo)教師：機(jī)械與電氣工程學(xué)院制2016年11月交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)機(jī)械與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)1設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1、進(jìn)一步熟悉數(shù)字電路中計(jì)數(shù)器，譯碼器，555定時(shí)器等中規(guī)模邏輯器件的綜合使用。2、探究，學(xué)習(xí)可編程交通信號(hào)燈的工作原理。3、了解使用數(shù)字電子電路知識(shí)來解決電子線路的實(shí)際問題的能力。以便更好掌握所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)一定的動(dòng)手能力。1.2課程設(shè)計(jì)的要求1、要求使用555定時(shí)器、計(jì)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(shí)，南北亮紅燈；南北亮綠燈和黃燈時(shí)，東西亮紅燈，黃燈亮?xí)r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(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）；2交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)方案制定2.1交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的原理S3S1S3S1S2S2圖3狀態(tài)流程轉(zhuǎn)換圖表1信號(hào)燈電路真值表輸入輸出QBQAR1G1Y1R2G2Y2狀態(tài)00010100S001001100S110100010S211100001S374LS162輸出為0011時(shí)置數(shù)，接成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CLK接狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)。圖4狀態(tài)控制電路3.1.3初值預(yù)置單元當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)開始工作時(shí)，該部分電路將實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換功能。由于Multisim的問題，本來預(yù)置數(shù)為25、5、25、5，現(xiàn)在根據(jù)原理，預(yù)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(yù)值（25秒），預(yù)置：0011、0101；當(dāng)其減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生借位，此時(shí)南北綠燈和東西方向紅燈同時(shí)滅。然后將南北方向黃燈和東西方向紅燈的預(yù)值（5秒），預(yù)置0000、0101；重復(fù)上述轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能。圖5初值預(yù)置電路3.1.4數(shù)字顯示單元用兩片計(jì)數(shù)器74LS192接成百進(jìn)制減法計(jì)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(zhuǎn)的脈沖信號(hào)來完成狀態(tài)的改變，同時(shí)主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。由置數(shù)模塊采用譯碼器（74LS138）譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示25、5、25、5這四個(gè)數(shù)圖6數(shù)字顯示電路3.2交通信號(hào)燈電路參數(shù)計(jì)算及元器件選擇3.3交通信號(hào)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(shí)器174LS138編碼器174LS162同步計(jì)數(shù)器174LS192減法計(jì)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(hào)燈顯示紅綠黃14交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的仿真實(shí)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(jī)仿真等技術(shù)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(jì)算機(jī)屏幕上仿真實(shí)驗(yàn)室的工作平臺(tái)，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(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器，可以用比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)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(shí)驗(yàn)過程中既繁瑣、費(fèi)時(shí)，又不便進(jìn)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(shù)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。4.2交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)仿真實(shí)現(xiàn)5總結(jié)及心得體會(huì)5.1設(shè)計(jì)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(jìn)行倒計(jì)時(shí)功能，原因是５５５定時(shí)器的ｖｃｃ沒有接好。第二次仿真：數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)間過快，5.2設(shè)計(jì)體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)字電路的基本知識(shí)有了更加深刻的印象，對(duì)555定時(shí)器有了更深的認(rèn)識(shí)，完成了交通燈的設(shè)計(jì)。對(duì)以前所學(xué)的電子電路和數(shù)電知識(shí)既是鞏固又是發(fā)展。學(xué)會(huì)了在實(shí)踐中運(yùn)用理論，用理論來指導(dǎo)實(shí)踐，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想。通過對(duì)課題的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練了運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)去思考問題并聯(lián)系理論實(shí)際解決問題的能力，提高了邏輯思維的能力。在這次課程設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)了實(shí)際運(yùn)用理論的能力，懂得理論聯(lián)系實(shí)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(xué)習(xí)和工作打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)于我們來說是一次難得的實(shí)踐機(jī)遇，也是一個(gè)寶貴的精神財(cái)富。參考文獻(xiàn)[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).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?cè)刂骶庪娮泳€路實(shí)驗(yàn)?zāi)M電子實(shí)驗(yàn)[M].第一版清華大學(xué)出版社，2008.[3]賈更新.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與仿真.鄭州大學(xué)出版社，2006.10[4]王革思.數(shù)字電路原理設(shè)計(jì)與實(shí)踐教程.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.4[5]孫肖子.電子設(shè)計(jì)指南[M].北京：高等教育出版社2006.1.[6]朱彩蓮.MULTISIM仿真實(shí)驗(yàn)教材[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2007.[7]童詩白，華成英主編.模擬電子基礎(chǔ)[M].第四版.高等教育出版社，2006.[