基于Multisim的交通信號燈-電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于Multisim的交通信號燈學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號：年級：專業(yè)：班級：指導(dǎo)教師：機(jī)械與電氣工程學(xué)院制2016年11月交通信號燈設(shè)計(jì)機(jī)械與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)1設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1、進(jìn)一步熟悉數(shù)字電路中計(jì)數(shù)器，譯碼器，555定時(shí)器等中規(guī)模邏輯器件的綜合使用。2、探究，學(xué)習(xí)可編程交通信號燈的工作原理。3、了解使用數(shù)字電子電路知識來解決電子線路的實(shí)際問題的能力。以便更好掌握所學(xué)的知識，培養(yǎng)一定的動(dòng)手能力。1.2課程設(shè)計(jì)的要求1、要求使用555定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。2、要求東西亮燈一致，南北亮燈一致。3、東西亮綠燈和黃燈時(shí)，南北亮紅燈；南北亮綠燈和黃燈時(shí)，東西亮紅燈，黃燈亮?xí)r每秒種閃亮一次，紅燈亮35s，綠燈亮32s，黃燈3s。4、東西、南北方向除了有紅（R）、黃（Y）、綠（G）燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）；2交通信號燈設(shè)計(jì)方案制定2.1交通信號燈設(shè)計(jì)的原理電路大體上可分為三個(gè)部分，即：主控制電路部分、計(jì)數(shù)器部分、紅綠燈控制部分。紅綠燈控制部分的門電路較多，需要占用較大的空間；主控制電路部分分布在系統(tǒng)的各個(gè)部分，可以說是系統(tǒng)的靈魂，它對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行著控制。計(jì)數(shù)器部分比較簡單，主要是進(jìn)行計(jì)數(shù)并且產(chǎn)生進(jìn)位信號。東西方向信號燈南北方向信號燈譯碼·顯示2.2交通信號燈東西方向信號燈南北方向信號燈譯碼·顯示減法計(jì)數(shù)器交通信號燈狀態(tài)控制減法計(jì)數(shù)器交通信號燈狀態(tài)控制預(yù)置數(shù)控制主控制電路預(yù)置數(shù)控制主控制電路秒脈沖秒脈沖圖1交通信號燈控制系統(tǒng)原理框圖交通燈原理控制如上圖所示，它主要由秒脈沖發(fā)生器、定時(shí)器、譯碼器、控制器等部分組成。利用555定時(shí)器產(chǎn)生秒脈沖送至74LS192減法計(jì)數(shù)器，控制74LS192做減法計(jì)算。狀態(tài)控制電路74LS162進(jìn)行交通信號燈之間的轉(zhuǎn)換。74LS138輸入端接74LS162輸出端，再對74LS192進(jìn)行預(yù)置數(shù)。3交通信號燈設(shè)計(jì)方案實(shí)施3.1交通信號燈單元模塊功能及電路設(shè)計(jì)3.1.11s脈沖發(fā)生器以的脈信號。圖2脈沖發(fā)生器3.1.2狀態(tài)控制單元主控電路屬于時(shí)序邏輯電路，狀態(tài)控制器是系統(tǒng)的核心部分，通過74LS162控制主支干道紅綠黃燈亮滅的四中種裝態(tài)S0（南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮），S1(南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮)，S2（南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮），S3（南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮）。令燈亮為“1”、燈滅為“0”,南北干道紅綠黃等分別為R1、G1、Y1,東西干道紅綠黃等分別為R2、G2、Y2，東西、南北方向交通信號燈的工作是同時(shí)進(jìn)行的。前25秒南北方向綠燈亮東西方向紅燈亮，之后5秒南北方向黃燈亮.東西方向紅燈亮，之后25秒南北方向紅燈亮東西方向綠燈亮，接著5秒南北方向紅燈亮.東西方向黃燈亮，一次循環(huán)為60秒。S0狀態(tài)流程圖如下：S0S3S1S3S1S2S2圖3狀態(tài)流程轉(zhuǎn)換圖表1信號燈電路真值表輸入輸出QBQAR1G1Y1R2G2Y2狀態(tài)00010100S001001100S110100010S211100001S374LS162輸出為0011時(shí)置數(shù)，接成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CLK接狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制信號。圖4狀態(tài)控制電路3.1.3初值預(yù)置單元當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)開始工作時(shí)，該部分電路將實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換功能。由于Multisim的問題，本來預(yù)置數(shù)為25、5、25、5，現(xiàn)在根據(jù)原理，預(yù)置數(shù)要改為35、5、35、5，將數(shù)碼管顯示南北方向綠燈和東西方向紅燈的預(yù)值（25秒），預(yù)置：0011、0101；當(dāng)其減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生借位，此時(shí)南北綠燈和東西方向紅燈同時(shí)滅。然后將南北方向黃燈和東西方向紅燈的預(yù)值（5秒），預(yù)置0000、0101；重復(fù)上述轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能。圖5初值預(yù)置電路3.1.4數(shù)字顯示單元用兩片計(jì)數(shù)器74LS192接成百進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，低位片的借位輸出端接高位片的脈沖輸入端。高位的借位端用作主控制電路翻轉(zhuǎn)的脈沖信號來完成狀態(tài)的改變，同時(shí)主控制電路的輸出狀態(tài)又控制了減法計(jì)數(shù)器的下次計(jì)數(shù)的初值。由置數(shù)模塊采用譯碼器（74LS138）譯碼。減法計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位分別接譯碼器和靜態(tài)數(shù)碼管來顯示時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。通過電路與靜態(tài)顯示管來循環(huán)顯示25、5、25、5這四個(gè)數(shù)圖6數(shù)字顯示電路3.2交通信號燈電路參數(shù)計(jì)算及元器件選擇3.3交通信號燈系統(tǒng)整體電路圖3.4元器件清單名稱作用數(shù)量555定時(shí)器174LS138編碼器174LS162同步計(jì)數(shù)器174LS192減法計(jì)數(shù)器174LS00與非門174LS32或門174LS04非門174LS08與門1DCD_HEX數(shù)碼管4C電容4R電阻4信號燈顯示紅綠黃14交通信號燈設(shè)計(jì)的仿真實(shí)現(xiàn)4.1仿真軟件介紹電子線路仿真軟件Multisim12.0是美國NI公司開發(fā)的多功能EDA高層次工具軟件，不僅僅局限于電子線路的虛擬仿真，而是其在LabVIEW虛擬儀器、單片機(jī)仿真等技術(shù)方面都有更多的創(chuàng)新和提高。它采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路，在計(jì)算機(jī)屏幕上仿真實(shí)驗(yàn)室的工作平臺，繪制電路圖需要的各種元器件，電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。Multisim12.0還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器，可以用比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器的測量方法，并能解決傳統(tǒng)電子實(shí)驗(yàn)過程中既繁瑣、費(fèi)時(shí)，又不便進(jìn)行觀測開路、短路、漏電和過載等情況，因此非常適合電子技術(shù)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。4.2交通信號燈設(shè)計(jì)仿真實(shí)現(xiàn)5總結(jié)及心得體會5.1設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法第一次仿真：數(shù)碼管無法進(jìn)行倒計(jì)時(shí)功能，原因是５５５定時(shí)器的ｖｃｃ沒有接好。第二次仿真：數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)間過快，5.2設(shè)計(jì)體會通過本次課程設(shè)計(jì)，對數(shù)字電路的基本知識有了更加深刻的印象，對555定時(shí)器有了更深的認(rèn)識，完成了交通燈的設(shè)計(jì)。對以前所學(xué)的電子電路和數(shù)電知識既是鞏固又是發(fā)展。學(xué)會了在實(shí)踐中運(yùn)用理論，用理論來指導(dǎo)實(shí)踐，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想。通過對課題的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練了運(yùn)用所學(xué)的理論知識去思考問題并聯(lián)系理論實(shí)際解決問題的能力，提高了邏輯思維的能力。在這次課程設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)了實(shí)際運(yùn)用理論的能力，懂得理論聯(lián)系實(shí)際去處理問題，也培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神，為以后更好的的學(xué)習(xí)和工作打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，對于我們來說是一次難得的實(shí)踐機(jī)遇，也是一個(gè)寶貴的精神財(cái)富。參考文獻(xiàn)[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分[M].第五版.北京：高等教育出版社，1998.8.[2]沈小豐，余瓊?cè)刂骶庪娮泳€路實(shí)驗(yàn)?zāi)M電子實(shí)驗(yàn)[M].第一版清華大學(xué)出版社，2008.[3]賈更新.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與仿真.鄭州大學(xué)出版社，2006.10[4]王革思.數(shù)字電路原理設(shè)計(jì)與實(shí)踐教程.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.4[5]孫肖子.電子設(shè)計(jì)指南[M].北京：高等教育出版社2006.1.[6]朱彩蓮.MULTISIM仿真實(shí)驗(yàn)教材[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2007.[7]童詩白，華成英主編.模擬電子基礎(chǔ)[M].第四版.高等教育出版社，2006.[8]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第五版.高等教育出版社，2006.指導(dǎo)教師評語成績（60%）指導(dǎo)教師簽字：年月日答辯過程及評價(jià)成績（40%）答辯小組簽字：年月日院綜合意見綜合成績分管院長簽字（蓋章）：年月日基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動(dòng)式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的公寓用電智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)HY