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十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

2018年01月09日 09:34 次阅读

城市道路车流量大,容易造成“堵车”现象。要想解决城市红绿灯处的“大堵车”现象,改善红绿灯处交通灯控制系统是很有必要的。本文对十字路口交通灯控制电路系统进行设计,我们利用虚拟实验室中的虚拟仪器来组织完成交通灯控制电路的仿真设计。

MulTIsim具有丰富的仿真分析能力并且以Windows为基础的EDA仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。通过MulTIsim可以交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。它是EDA仿真设计系统的一个重要组成部分。

1.交通灯控制器原理

假设有个十字路口,分别有A、B两条交叉的道路,交通灯的控制方式为:A街道先出现在绿灯(3S)、黄灯(1S)时,B街道为红灯(4S);而A街道为红灯(4S)时,B街道出现绿灯(3S)、黄灯(1S);如此循环。交通灯控制的一个循环为8S,而采用一片同步十进制计数74LS160来完成时间控制,相当于模8的计数器。

2.电路设计

2.1、真值表

假设A、B街道的绿、黄、红灯分别用GA、YA、RA和GB、YB、RB表示,交通灯控制电路的真值表如表1所示:

表1  交通灯控制电路逻辑真值表

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

2.2、设计模8计数器

2.2.1、74LS160简介

74LS160是同步10进制计数器,其管脚排列如图1所示:其中A、B、C、D为预置数输入端,LOAD为预置数控制端,CLR为异步清零端,ENP和ENT为计数器允许端,CLK为上长沿触发时钟端,RCO为输出的进位信号,QA、QB、QC、QD为十进制输出端。当ENP、ENT和LOAD端均置为高电平时,工作在计数器状态。

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

图1    74LS160管脚分布图

2.2.2、模8计数器

当在CLK端输入1Hz的脉冲信号时,要产生8S的控制信号,只要设计一个模8计数器,即计数器的计数范围为0000~0111,所以将1000信号作为清零信号,即将QD通过一个非门接到芯片的清零端CLR即可以完成设计任务。

根据思路设计后的电路如图2所示:

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

图2 模8计数器连接图

2.3、确定逻辑表达式

根据交通灯的真值表,通过逻辑转换仪可以获得各灯的逻辑表达式,分别为:

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计
 

2.4、逻辑电路的实现

根据逻辑表达式可得到逻辑电路如图3。

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

图3 交通灯控制电路逻辑连接图

3.电路仿真

选择仿真菜单,接入逻辑分析仪,将最大时间间隔设置为0.001S,逻辑分析仪的时钟设置为1Hz,执行仿真。仿真波形如图4:

十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

图4  交通灯控制电路逻辑仿真图

从图上可以看出,与真值表的描述的关系是相同的,说明电路设计正确。

4.总结

利用MulTIsim中所提供的虚拟仿真仪器,逻辑转换仪方便的得到了电路的逻辑表达式,提高了设计效率,节省了设计时间,同时通过虚拟仪器逻辑分析仪方便在验证了逻辑设计,为电路的实际运行操作提供了可能性。本电路可以实际操作。

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基于FPGA技术的智能交通灯控制系统设计

本文主要介绍了基于FPGA技术的智能交通灯控制系统设计。随着汽车数量越来越多,现阶段的交通灯模式采用...

发表于 2018-01-08 15:11 479次阅读
基于FPGA技术的智能交通灯控制系统设计

一种基于FPGA的十字路口交通灯系统控制的设计

本文主要介绍了一种基于FPGA的十字路口交通灯系统控制的设计。系统控制设计包括脉冲发生、状态定时、交...

发表于 2018-01-08 14:35 787次阅读
一种基于FPGA的十字路口交通灯系统控制的设计

如何搭建SoC项目的基本流程

我在论坛上写过一个。《如何搭建SoC项目的基本Testbench(我的流程)》,这里挑重要的和有改变...

发表于 2018-01-05 10:20 1199次阅读
如何搭建SoC项目的基本流程

基于Dymola一维仿真软件的电池热管理系统设计

电池热管理的主要功能包括:电池温度的准确测量和监控;电池组温度过高时的有效散热;低温条件下的快速加热...

发表于 2018-01-05 07:55 3371次阅读
基于Dymola一维仿真软件的电池热管理系统设计

电子电路图分享-60进制计数器电路图

本文分享用两个74LS160级联构成的60进制计数器的电路图。

发表于 2018-01-02 14:25 795次阅读
电子电路图分享-60进制计数器电路图

关于LED模拟交通灯单片机C语言程序设计

本文为大家带来三个关于LED模拟交通灯单片机C语言程序设计。

发表于 2017-12-29 13:58 839次阅读
关于LED模拟交通灯单片机C语言程序设计

如何对过孔进行建模、仿真和设计的线下研讨会

本次线下研讨会就会告诉大家如何对过孔进行建模、仿真和设计。本次活动还会教如何计算传输线的阻抗以及过孔...

发表于 2017-12-28 15:26 1758次阅读
如何对过孔进行建模、仿真和设计的线下研讨会

智能交通灯PLC控制实验装置研制

本文主要介绍了智能交通灯PLC控制实验装置研制,采用触摸屏作为上位机,PLC为主要控制核心,光电开关...

发表于 2017-12-28 10:30 570次阅读
智能交通灯PLC控制实验装置研制

基于8键控制8灯显示设计与仿真

用8个按键(K0-K7)控制8个发光二极管,每个按键独自控制1个LED的亮灭,当按下K0时,对应D0...

发表于 2017-12-25 16:48 1521次阅读
基于8键控制8灯显示设计与仿真

深度剖析MATLAB信号处理仿真-基带脉冲成形

本次我们探讨另外一个在本科阶段让我们头痛的东西,通信原理之必考曲目,拼死也要背下来的内容,基带脉冲成...

发表于 2017-12-22 15:42 2070次阅读
深度剖析MATLAB信号处理仿真-基带脉冲成形

74ls160设计60进制计数器

计数器是一个用以实现计数功能的时序部件,本设计主要设备是两个74LS160同步十进制计数器,并且由2...

发表于 2017-12-21 17:23 6533次阅读
74ls160设计60进制计数器

基于74LS160的N进制计数器仿真设计

针对任意进制(N进制)计数器的设计目的,采用反馈复零法对基于同步十进制计数器7415160进行设计,...

发表于 2017-12-21 17:08 1959次阅读
基于74LS160的N进制计数器仿真设计

74ls160引脚功能_逻辑功能_特性参数及应用...

74LS160 芯片同步十进制计数器(直接清零) ·用于快速计数的内部超前进位 ·用于n 位级联的进...

发表于 2017-12-21 16:29 13466次阅读
74ls160引脚功能_逻辑功能_特性参数及应用...

74ls192和74ls160的区别有哪些

74ls192和74ls160同为十进制计数器,这两者之间有些什么区别呢?本文对这两款十进制计数器进...

发表于 2017-12-21 10:27 643次阅读
74ls192和74ls160的区别有哪些

modelsim仿真详细过程(功能仿真与时序仿真...

modelsim仿真详细过程(功能仿真与时序仿真).ModelSim不仅可以用于数字电路系统设计的功...

发表于 2017-12-19 11:14 1707次阅读
modelsim仿真详细过程(功能仿真与时序仿真...

安立公布开发出基站的RNC仿真器-MD8291A

安立公司(2006年6月9日在日本)宣布已经开发出来能够测试3G W-CDMA基站和3.5G HSD...

发表于 2017-12-13 15:01 115次阅读
安立公布开发出基站的RNC仿真器-MD8291A

WCDMA网络仿真概述

结合案例,将中兴WCDMA的网络仿真结果与试验网路测结果进行对比分析。 分析结果表明,二者的误差可以...

发表于 2017-12-13 04:06 182次阅读
WCDMA网络仿真概述

无线设备测试的衰落概念详解

从WLAN到W-CDMA,所有无线设备有一点是共同的,即没有有线连接。通过空气传送的信号会因大气损伤...

发表于 2017-12-13 02:40 137次阅读
无线设备测试的衰落概念详解