基于Multisim 10的十字路口交通燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真

右邊1片74LSl92的輸出端QA端是經(jīng)過(guò)20分頻得到的5 Hz的時(shí)鐘脈沖，而輸出端QD端是經(jīng)過(guò)100分頻后得到的1 Hz的時(shí)鐘脈沖。
2．2 74LSl92構(gòu)成的計(jì)數(shù)器和譯碼顯示電路
計(jì)數(shù)器電路具有60 s倒計(jì)時(shí)(計(jì)數(shù)范圍為60～1的減數(shù)計(jì)數(shù)器)、30 s倒計(jì)時(shí)(計(jì)數(shù)范圍為30～1的減數(shù)計(jì)數(shù)器)以及3 s計(jì)時(shí)功能。此三種計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是由2片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LSl92芯片組成，然后通過(guò)主控制電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，最終各個(gè)方向的倒計(jì)時(shí)共用一套譯碼顯示數(shù)碼管顯示出來(lái)。74LSl92構(gòu)成的計(jì)數(shù)器電路圖如圖4所示：左邊的1片74LSl92芯片為計(jì)數(shù)器的個(gè)位，右邊的1片74LSl92芯片為計(jì)數(shù)器的十位，個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器的四個(gè)輸出端都接上數(shù)碼管顯示。其中作為個(gè)位數(shù)的74LS192芯片的CLK接的是1 Hz時(shí)鐘脈沖。

2．3 主控制電路和信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)
主控制電路和信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)用各種門電路和T觸發(fā)器組成，能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)電路的轉(zhuǎn)換、各方向信號(hào)燈的控制。主控制電路和信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示。圖5中的紅燈1，黃燈1，綠燈1是主干道的三個(gè)交通信號(hào)燈，紅燈2，黃燈2，綠燈2則是支干道的三個(gè)交通信號(hào)燈。圖4中的兩片74LSl92的8個(gè)輸出端用或門連起來(lái)，接到LD置數(shù)端，決定倒計(jì)時(shí)器是置數(shù)還是計(jì)數(shù)。

工作開始時(shí)，LD為O，計(jì)數(shù)器預(yù)置數(shù)，此時(shí)T觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0，因此預(yù)置數(shù)為30 s。置數(shù)完后，LD變?yōu)?，計(jì)數(shù)器開始從30 s倒計(jì)時(shí)，T觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)Q=1，主干道的紅燈1及支干道的綠燈2亮。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“03”秒時(shí)，由于圖4中的十位計(jì)數(shù)器的QD2，QC2，QB2，QA2與個(gè)位計(jì)數(shù)器的QD1，QC1用一個(gè)或非門連起來(lái)，使信號(hào)燈發(fā)生轉(zhuǎn)換，綠燈2滅，黃燈2在這3 s內(nèi)以5 Hz的頻率閃爍，紅燈1不變。當(dāng)
倒計(jì)時(shí)減到數(shù)“00”時(shí)，LD又變?yōu)?，計(jì)數(shù)器又預(yù)置60 s，之后又倒計(jì)時(shí)，如此循環(huán)下去。
2．4 仿真結(jié)果
將上述各單元電路組合起來(lái)，可以得到交通控制燈的整體電路，點(diǎn)擊Multisim 10軟件的“Simulate／Run”按鈕或直接按“F5”鍵，便可以進(jìn)行交通燈控制電路的仿真。電路的倒計(jì)時(shí)顯示首先為30 s，支干道的綠燈2亮，支干道的車輛可自由通行；主干道的紅燈1亮，主干道的車輛禁止通行。時(shí)間顯示器從預(yù)置的30 s，以每秒減1，減到數(shù)3時(shí)，支干道的綠燈2轉(zhuǎn)換為黃燈2，而且黃燈以O(shè)．2 s(5 Hz的頻率)閃一次，其他燈不變。減到數(shù)1時(shí)，1 s后顯示器又轉(zhuǎn)換成預(yù)置的60 s，支干道的黃燈2轉(zhuǎn)換為紅燈2，支干道的車輛禁止通行，主干道的紅燈1轉(zhuǎn)換為綠燈1，主干道的車輛可自由通行，如此循環(huán)下去。

3 結(jié)語(yǔ)
利用Multisim 10對(duì)十字路口交通燈控制器各個(gè)單元電路和整體電路的設(shè)計(jì)和仿真，只要點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能方便、快捷地搭建電路，并且修改電路方便。在電路設(shè)計(jì)仿真完成之后再構(gòu)建實(shí)際電路，從而降低了成本，大大提高了教學(xué)和專業(yè)設(shè)計(jì)的效率。