电子科技大学电子技术应用实验交通控制灯

1、电子技术应用实验实验报告电子科技大学电子实验设计报告 课程名称 电子技术应用实验 题目名称 交通控制灯 学 号 2012042020022 姓 名 郑发进 指导老师 曾洁 起止时间 2015 年 12 月 20 日一、实验项目名称：交通控制灯实验内容：设计并实现一个十字路口的交通控制灯电路。具体要求为：以4个红色指示灯、4个绿色指示灯和4个黄色指示灯模拟电路的东、南、西、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使它们按下列规律亮和灭：1. 东、西方向绿灯亮，南、北方向红灯亮。东、西方向通车，时间30秒；2. 东、西方向黄灯闪烁，南、北方向红灯亮，时间2秒；3. 东、西方向红灯亮，南、北方

2、向绿灯亮，南、北方向通车，时间30秒；4. 东、西方向红灯亮，南、北方向黄灯闪烁，时间2秒；5. 返回1，继续运行。设计提示：（1） 黄灯闪烁可通过连续亮0.5秒和灭0.5秒实现；（2） 设计中的时钟信号可由555多谐振荡器及分频电路产生。实验内容及要求：设计满足要求的电路,并在Multisim中进行电路连接、仿真和调试。在实验报告中简要地说明实验原理，画出实验电路图，在实验报告相应位置附上实验中的仿真结果和波形。2、 实验时间计划表主要任务计划学时数实际学时数完成情况提出方案12完成搭建电路35完成仿真完成报告34完成三、方案论证设计电路中，时钟信号由555多谐振荡器及分频电路产生，黄灯闪烁

3、可通过连续亮0.5秒和灭0.5秒来实现，控制信号则由门电路产生，并在Multism中进行电路的连接、仿真和调试。四、电路原理简介交通灯系统框图由脉冲发生器、定时器、控制器、译码器和信号灯组成。其中：脉冲发生器提供时钟脉冲信号，定时器则分为30s定时器和2s定时器，且在计数满时向控制器分别发送计时信号X、Y。当控制器收到X或Y信号时，控制器先产生状态信号S并传入定时器使其重置，然后控制译码器通过X或Y信号改变信号灯的颜色开关。信号皆为高电平有效。由题意可知有四个状态，分别设为：S0：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。东西方向通车。S1：东西方向黄灯闪烁，南北方向红灯亮。S2：东西方向红灯亮，南北方

4、向绿灯亮，南北方向通车。S3：东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。可得到下面交通控制灯的状态转移/输出表：初态Q1Q0定时器信号输出末态Q1*Q0*状态转移输出SXY0000/10000010/1011010/10010010/111111100/11101110/1101100/10100100/11001采用D触发器输出，则得到转移方程：Q1*=Q1·Q0·Y+Q1·Q0+Q1·Q0·Y Q0*=Q1·Q0·X+Q1·Q0+Q1·Q0·X输出方程为：S=Q1·Q0·X+Q1&

5、#183;Q0·Y+Q1·Q0·X+Q1·Q0·Y若以E代表东西方向，S代表南北方向，R代表红灯，G代表绿灯，Y代表黄灯，00/01/11/10分别代表S0/S1/S2/S3,那么状态可化为：00：EG=1,SR=101：EY=1,SR=111：ER=1,SG=110：ER=1,SY=1故可得下面状态表：状态/Q1Q0EGEYERSGSYSR00100001010100011100110010001010可得：,5、 单元电路设计1. 脉冲发生器电路脉冲发生器为555构成的多谐振荡器，发出频率为1HZ的脉冲信号，可作为定时器和控制器D触发器的触

6、发源。2. 定时器电路定时器实际上是由74XX92和74XX90构成的一个计数器电路，可分别计数绿灯的30S或黄灯的2S时间。其中，当三十进制计数器计数结束后，其进位信号X传递到控制器D0触发器作为初态。而当二进制计数器结束后，其进位信号Y传递到控制器D1触发器作为初态。3. 控制器电路由状态输出方程和转移方程得，可利用两个D触发器及门电路构成一个Mealy机，它的状态输出信号S反馈到定时器使其重置，而转移输出则使信号灯译码电路状态改变。4. 信号灯译码电路由简单门电路构成，可根据控制器的输出Q1Q0从而改变信号灯开关情况，从而将数字信号译码为灯的亮灭。六、总电路图七、实验数据整理及结果分析图1为东西方向通车结果图：图1图2为南北方向通车结果图：图2八、实验中遇到的问题及解决办法1. 刚开始电阻选为55、47K时，时间非常快，后选择了15、68K后，才符合题意。2. 用10.0版本Multism设计时，由于电脑兼容性问题，未能得到准确结果，后使用12.0版本，最终得到了准确答案。九、实验结论运用数电知识与本学期电子技术试验所学