基于Multisim的交通灯控制电路的设计与仿真.doc

基于Multisim的交通灯控制电路的设计与仿真

摘要：Multisim是EDA仿真设计系统的一个重要组成部分，它创建电路方便，且仿真所用的仪器及仿真数据读取方法都与实际实验方法相似，有各种虚拟仪器和仪表可以使用。且不消耗实际元器件。降低了实验成本，节省实验时间，提高了实验效率，利用Multisim设计并仿真了一个周期为8S的交通灯控制仿真电路。得到了很好的实验效果。

关键词：Multisim；EDA仿真；交通灯

BasedonthecontrolcircuitofthetrafficlightsMultisimdesignandsimulation

Abstract：MultisimisanimportantcomponentoftheEDASimulationsystem,Itiseasytocreatecircuit,Andtheequipmentusedinthesimulationandsimulationofdataacquisitionmethodsaresimilartotheactualexperimentalmethods,Therearevariousvirtualinstrumentsandmeterscanbeused.Anditdoesnotconsumetheactualcomponents.Itcanreducetheexperimentcost,testtimeandimprovetheexperimentalefficiency,TheMultisimisusedtodesignandsimulationofacycle8Strafficlightscontrolsimulationcircuit.Theexperimentalresultshavebeentestedverywell.

Keywords：Multisim；EDASimulation；Trafficlights

0引言

在搭建实际电路之前，采用Multisim10仿真软件进行虚拟测试。Multisim10软件进行设计仿真分析的基本步骤为：设计创建仿真电路原理图→电路图选项的设置→使用仿真仪器→设定仿真分析方法→启动Multisim10仿真。

1系统概述

主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60s；支干道通行时，主干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30s。每次绿灯变红时，黄灯先闪烁3s(频率为5Hz)。此时另一路口的红灯不变。基于以上规则设计的交通控制器控制十字路口两组红、黄、绿交通信号灯的状态转换，可以方便地实现指挥各种车辆和行人通行实现十字路交通管理的自动化。

图1十字路口的平面位置示意图

2交通控制器电路设计与仿真

交通控制器电路按功能分成3个单元电路：振荡电路、计数器和译码显示电路、主控制电路和信号灯译码驱动。

2．1振荡电路

振荡电路输出频率分别为1Hz和5Hz、幅度为5V的时钟脉冲。为提高精度，本设计系统利用555定时器设计一个输出频率为100Hz的多谐振荡器，再通过100分频(100进制计数器)而得到1Hz的时钟脉冲，通过20分频得到5Hz的时钟脉冲。

2．1．1555定时器构成的100Hz多谐振荡器

图2555构成的100HZ多谐振荡器原理图

由555定时器构成的100Hz多谐振荡器电路原理图如图2所示。电路由一个555芯片、两个电阻和两个电容组成，通过电阻给电容C充电、放电的过程来产生振荡，从而输出矩形脉冲。

2．1．274LS192构成的100分频和20分频的分频器

74LSl92是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟十进制可逆计数器、异步并行置数功能、保持功能以及清零功能。CLR是清零端，LOAD是置数控制端。用2片74LSl92可以构成二级十分频器，将100Hz矩形波100分频得到1Hz的时钟脉冲、通过20分频得到5Hz的时钟脉冲。100分频和20分频电路如图3所示。

图374LS192构成的100分频和20分频电路图

右边1片74LSl92的输出端QA端是经过20分频得到的5Hz的时钟脉冲，而输出端QD端是经过100分频后得到的1Hz的时钟脉冲。

2．274LSl92构成的计数器和译码显示电路

计数器电路具有60s倒计时(计数范围为60～1的减数计数器)、30s倒计时(计数范围为30～1的减数计数器)以及3s计时功能。此三种计数的实现主要是由2片十进制计数器74LSl92芯片组成，然