《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計-交通信號燈控制電路的設(shè)計與仿真-全文預(yù)覽
【正文】 這次設(shè)計，進(jìn)一步加深了對數(shù)字電子技術(shù)課程的了解以及對 Multisim 軟件的初步認(rèn)識和使用，讓我對它有了更加濃厚的興趣。 根據(jù)此次電路設(shè)計要求，以上為所有基本電路的單元電路的詳細(xì)設(shè)計。 白天夜間模式切換的設(shè)計 為了使實驗在一次課時間內(nèi)完成，本設(shè)計中白天與夜間的轉(zhuǎn)換開關(guān)為手動開關(guān)。 因此 R1=220Ω 。那么在夜間由于 D DR 1,R 0??，則 NSY EWY=1? ，即南北和東西方向的黃燈點亮；而在白天由于 D DR 0,R 1??，則 D F ENW Y R Q Q??， D EEFFN W Y R Q Q = Q Q?? ，即各方向的燈按白天工作方式點亮。那么，在夜間由于 DR0? ，則EWR=0 ，即夜間東西紅燈紅燈不亮；而在白天 DR1? ，則 D FFE W R R Q = Q? ，即東西方向紅燈按白天工作方式點亮。 課程設(shè)計說明書 9 上述三個問題不符合信號燈的點亮要求。為此，在夜間應(yīng)使 74LS164 停止循環(huán)工作，即通過開關(guān)將 74LS164 的 DR 接地，使74LS164 的所有 Q 端全部清零。 當(dāng)然，以上僅是考慮白天工作方式時的情況。根據(jù)白天信號燈的點亮要求，將時序邏輯電路的輸出作為組合邏輯電路的輸入，而組合邏輯電路的輸出給信號燈的驅(qū)動電路。當(dāng)兩個輸入端任何一個或兩個為低電平時禁止新數(shù)據(jù)輸入，并在下一個時鐘的上升沿輸出移位，并將第一級（ A Q ）置為低電平。 圖 42 555 定時器 圖 43 555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器的原理圖 課程設(shè)計說明書 6 其四分頻的電路原理圖如下圖所示： 十二進(jìn)制計數(shù)器 由信號燈白天點亮流程圖可以得知，任何方向的信號燈的一個工作循環(huán)為十二進(jìn)制（綠、黃、紅時間比例為 5： 1： 6），因此需要設(shè)計十二進(jìn)制計數(shù)器，循環(huán)工作控制白天信號燈的點亮。從理論上講， 4S 脈沖可以用多諧振蕩器來產(chǎn)生。為了使整體電路工作步調(diào)一致， 4 秒脈沖應(yīng)該利用秒脈沖經(jīng)分頻獲得，這就需要設(shè)計一個 4分頻器電路。 圖 41 直流穩(wěn)壓電源原理圖 課程設(shè)計說明書 5 振 蕩周期的計算公式是： 1 2 1 2T ( R 2R ) C 1 n 2 0 . 7( R 2R )C? ? ? ? ?；電源電壓CCV =+5V ； 其中電路圖中 2C 的作用是防止電磁干擾對振蕩電路的影響，一般選用 F? 的瓷片電容 。 因此直流穩(wěn)壓電源包括變壓器降壓、二極管（或整流橋）整流、電容濾波、集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓四部分。其耐壓應(yīng)大于變壓器次級電壓峰值的 2 倍以上。輸出電流檔次由 78（ 79）與輸出電壓檔次之間的英 文字母決定：L()、 M()、空（ ）、 T(3A)、 H（ 5A）、 P(10A)。 78 系列輸出正電壓， 79 系列輸出負(fù)電壓。 課程設(shè)計說明書 4 4 各單元模塊 直流穩(wěn)壓電源 作為 一個實際的應(yīng)用系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源是必不可少的。 Multisim 10 具有強大的 Help 功能，其 Help 系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能說明。同時可以新建或擴(kuò)展已有的元器件庫，建庫所需元器件參數(shù)可從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使 用手冊中查到，因此可很方便地在工程設(shè)計中使用。 因此總的設(shè)計框圖如下： 圖 21 信號指示燈白天點亮流程圖 南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 5t 南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 5t 南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮 5t 南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮 1t 圖 22 整體電路框圖 課程設(shè)計說明書 3 3 Multisim 10 仿真軟件介紹 Multisim10 是美國 NI 公司推出的以 Windows 為基礎(chǔ)的仿真工具， 用于板級的模擬、數(shù)字電路板的設(shè)計工作。其它燈不亮。 如果以 4秒作為時間計量單位，則某一方向綠、黃、紅三種指示燈點亮的時間比例為 5： 1： 6。 道路 交通信號 燈是 交通安全 產(chǎn)品中的一個類別，是為了加強道路交通管理，減少 交通事故 的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。隨著大規(guī)模集成電路及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運用，智能設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。其它燈不亮。 如果以 4 秒作為時間計量單位，則某一方向綠、黃、紅三種指示燈點亮的時間比例為 5： 1： 6。在該方向為綠燈和黃燈點亮期間，另一方向紅燈點亮。 南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動一次。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制 、突發(fā)事件、故障處理 等方面給予技術(shù)革新。分為：機動車信號燈、非機動車信號燈、 人行橫道 信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈、閃光警告信號燈、道路與鐵路平面交叉道口信號燈 。在該方向為綠燈和黃燈點亮期間，另一方向紅燈點亮。 南北東西各方向黃燈亮，且每秒閃動一次。其他燈不亮。 Multisim 10 的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實驗選用。它還可以設(shè)計、測試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、 數(shù)字電路、射頻電路及部分微機接口電路等。 multisim 10 特點： ● 通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境 , 輕松設(shè)計電路 ● 通過交互式 SPI
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