1114040106-丁波-基于数字电路的交通灯设计

目录前言......................................................................11交通信号灯控制电路的概述................................................22单元模块................................................................42.1电源模块..........................................................42.2秒脉冲发生模块....................................................52.3计数模块..........................................................72.4逻辑电路模块......................................................82.5分频器模块.......................................................103数字电子钟电路的仿真与调试.............................................123.1仿真软件的简介....................................................123.2交通信号灯控制电路的仿真..........................................133.3控制系统电路的实现...............................................153.4调试方法..........................................................173.5调试过程中发现的故障、分析原因及解决的措施........................174总结...................................................................18参考文献：...............................................................19淮南师范学院2016届本科毕业论文基于数字电路的交通灯的设计学生：汪海玲（指导老师：朱士永）（淮南师范学院电子工程学院）摘要:通过我们对51单片机掌握，来对校园课间铃声的简单设计，这里阐述并且熟练利用Protues此款仿真软件，我们设计一个简单的校园课间铃声系统。该控制器完成了对校园内课间铃声的控制。利用Protues来作为设计的平台，可以较为便捷地设计出相关电路，同时运用了较为庞大的虚拟逻辑电路器件对电路进行仿真以及证明是否能够达到设计的需求。因此在与传统的设计方法比较，它更具效率性。这里，利用数字逻辑电路位基础，从而通过仿真现象来直观的达到，交通灯控制电路可以自动控制其十字路口的红、黄、绿交通灯的状态转换，来指挥种种车辆和行人能够安全通过，最后达到交通灯的管理智能化。关键词:Multisim10；四分频器；555定时器；逻辑电路ThedesignoftrafficlightbasedonthedigitalcircuitStudent:DingBo(FacultyAdviser：WangXia)(InstituteofElectricalEngineering,HuainanNormalUniversity)Abstract:ashumans,wehavenodoubtthattheyhavetheabilitytocommunicate,ifweareinaccordancewithasetofprespecifiedlanguagespecificationandwrite,youcansuccessfullycommunicatewitheachother.Bothtoperceivethesoundasadiscursiveoronapieceofpaperdrawapicture,oncehumanslearnedtopracticaltoolsthatwillautomaticallyusethem.Forelectroniccommunications,communicationbetweenelectronicdevicescanonlybedoneincompliancewithasetofpredefinedrulesandstandards.Opensysteminterconnectionmodelforcommunicationsystemprotocolstackisthemostbasicexample.Imagetransmissionisacomputernetworkandcommunicationtechnology,suchasanintegratedsystem.Shouldbealargeamountofinformation,classcapacityismoreintuitive.Theuseoftheprocessismoreconvenientandwidelyusedinvariousfields.However,inasmallnumberofhomeorhomeaddress,suchastheoccurrenceofenvironmentaloccasions,howtoquicklymaturetoextractusefulimages.Isthefocusthatpeoplealwayspayattentionto.淮南师范学院2016届本科毕业论文1controlthered,yellow,greencrossroadsthetrafficmanyoflightonthestatetransition,tocommandallvehiclesandpedestrianstopasssafely,finallyreachtheintelligentmanagementoftrafficlights.Keywords:Multisim10;thefourfrequencydivider；555timer;digtallogiccircuit前言在现代的城市中，伴随着人口和汽车的数量猛增，市区交通拥挤情况日益突出，假如没有交通灯的使用，可能车水马龙以及络绎不绝的汽车就会因为混杂而造成非常担忧的阻塞。因此，交通灯是城市交通的安全管理设施，同时也是交通管理部门的重要手段。21世纪是信息数字化的时代，信息时代以数字化为基本特征。当前，数字在电子方面的技术在逐渐应用到了微电子、电力通信、计算控制以及电气自动化等领域[1]。伴随着我国的现在经济建设在不断地大力发展进行中，人民的现在的生活水平在日益变好，老百姓家家户户陆陆续续都购买了轿车，同时增添了马路中川流不息的公共汽车以及出租车，北京、上海等一线城市的交通情况异常的恶劣。所以，随着经济的发展，人们也意识到了问题的重要性。在大力建设道路的同时，也加强了对道路的管制，使道路的拥挤情况一步步改善。但是，随着车流量的不断加大，道路的管辖收到了局限性，道路的繁杂以及人群的分散，大力发展道路的扩建工作并未能解决根本性的问题，在这一问题上，交通管理方面受到了有一定的制约[2]。为此，在找到一款可以自动控制这种繁杂交通的装置很极其重要的，也是解决问题的关键所在。此种情况之下，城市的交通控制灯就在我们生活中发挥了至关重要的作用了，并且以及城市交通重要管理的首选手段。城市中的交通相关控制是运用于城市管理交通的数据方面监测、交通控制灯的掌控与交通疏通的全面控制，从而成为当代我国城市道路交通重要监控指挥系统中的关键性力量[2]。因为当代数字电子技术和模拟电子技术的发展尤为迅速，诸如此类的产品的设计也越来越多，像此处设计的交通信号控制的交通灯系统就是其中的产品之一。也是适应当代人类需求所在。交通信号灯的控制电路在生活中运用的相当广泛，在利用种种组合逻辑电路的组合同时加上秒脉冲的激励，这样就可以明确地将信号通过灯的亮灭情况直观的反映出来，有利于我们的观察，从而解决交通中出现的种种麻烦。交通灯具备亮灭相当定时精确，基于数字电路的交通灯设计2呈现非常明了，无机械做工，无需人为的去的调整等优势。在人口比较密集的地方应用的尤为广泛。交通信号灯控制电路想要设计的思想涉及到数字电子电路和模拟电子电路两个领域。当然，其中绝大多数部分是利用了数字电路部分：译码器、计数器、逻辑组合电路、时序电路、各类触发器，555定时器等有关的设计原理[3]。城市交通十字信号灯控制系统电路的模拟设计与仿真不单单加深了我们对数字电路相关知识的了解，同样对城市交通信号灯当中的相关控制电路的组合逻辑电路和时序电路的巩固，本研究进一步的组合逻辑电路和时序电路的原理和使用方法，为数字电路的生产提供了基本的观念和保障。由交通灯出现到现在，其中的内部构成的电路在不断变化，设计方法同样变得多种多样，是交通灯的智能化日益突出[5]。特别是近年来，随着电子通信和计算机技术，数字电路设计与分析的方法不断升级，电子设计自动化逐步在现代电子设计中占有重要的地位。此交通灯控制系统利用小规模集成电路来形成交通信号灯控制电路中的硬件部分，再通过555定时器组成的多谐振荡器来形成秒脉冲产生电路，D触发器的触发T转换4分频电路，然后形成一个带12扭环计数器由74LS164，对于组合逻辑电路来完成它的逻辑功能的控制[6]。最后一步则是在电路的仿真软件当中画出交通十字信号灯当中的控制电路的整体电路。1交通信号灯控制电路的概述大多数的十字路口交通信号灯的实现环境如图1所示：图1-1交通灯示意图北南西东淮南师范学院2016届本科毕业论文3整个体系是有五个大部分表现出来，分别是：显示器电路、秒脉冲的信号发生器电路、控制器电路、555定时多谐振荡器电路、译码器。此次设计的交通信号灯的控制电路的整体逻辑图形如图2-2当中所示。系统是由12进制的扭环形计数器、555定时器组成的多谐振器、以及稳压电源的构成、双D触发器所构造的4分频器和相关的组合逻辑电路。555定时器形成的振荡电路出现的信号通过分频器发出4秒的脉冲，再将4秒的脉冲传入到计数器当中，这样从而控制交通灯当中的红、黄、绿灯的工作状况。其整体的相关电路图如图1-2所示。图1-2整体电路框图本体系所利用的相关工作原理：黑天信号灯处于工作状态，计数器则被置于0，关闭，当A与B输入为0，则绿灯和红灯关闭。在555的定时多谐振荡器出现了秒脉冲的信号是1的时候，此时灯黄工作，是1的时候，灯黄不工作。形成黄灯一闪一闪的工作现象。当在日间的情况下，也就是开关处于关闭的情况，计数器处于通常的运行情况，这里在直流稳压电源从而供应了5V的直流电压，555定时器所配合而成的多谐振荡器是2脉冲，A、B输入1，通过组合逻辑而成的电路结构，并通过，或无照明时条件下，20秒时绿色光时方向，然后黄灯亮4秒，然后红灯亮24秒。在方向为绿色光和黄色光，在另一个方向的红灯。灯的光在一天的流程图如图1-3所示。东西方向的信号灯南北方向的信号灯组合逻辑电路系统逻辑电路12进制计数器4分频器秒脉冲的产生电路系统的控制开关基于数字电路的交通灯设计4图1-3灯光信号指示的流程图2单元模块2.1电源模块电源电路如图3-1所示，直流电源包括降压变压器，整流二极管（整流），滤波电容器，电压调节器集成电路芯片四部分。5V直流电源的电压通过变压器降压，电220V交流9V，经整流桥整流整流滤波稳压直流电压5V和7805。的任务是为整个电路提供直流电源直流电源。所以要在满足电路的实际情况下，其稳压电源等必要得到整体的需求[7]。在正半周u2是此次需要变压器的次级相关电压，这就是说A是+，这