十字路口交通灯控制电路系统的Multisim仿真设计

来源:网络整理 作者:2018年01月09日 09:34

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

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