采用Multisim10的十字路口交通燈控制器系統仿真設計

　　0 引言

　　Multisim 10是一款知名的EDA仿真軟件，由加拿大IIT、公司于2007年推出最新版本。在Windows環(huán)境下，Multisim 10軟件有一個(gè)完整的集成化設計環(huán)境，它將原理圖的創(chuàng )建、電路的測試分析、結果的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗口中。在搭建實(shí)際電路之前，采用 Multisim 10仿真軟件進(jìn)行虛擬測試，可使實(shí)驗方法和實(shí)驗手段現代化，擴展實(shí)驗容量，使實(shí)驗內容更完備，提高了實(shí)驗效率，節省大量的實(shí)驗資源。Multisim 10軟件進(jìn)行設計仿真分析的基本步驟為：設計創(chuàng )建仿真電路原理圖→電路圖選項的設置→使用仿真儀器→設定仿真分析方法→啟動(dòng)Multisim 10仿真。

　　下面介紹以Muitisiml0為平臺設計一個(gè)十字路口交通控制器系統的過(guò)程。

　　1 系統概述

　　在城鎮街道的十字路口中，為保證交通秩序和行人安全，一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈。圖1是一個(gè)典型的十字路口的平面位置示意圖：有主干道和支干道兩條道路，每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈。主干道與支干道上的車(chē)輛交替運行，主干道上的車(chē)輛比較多，因此主干道的車(chē)輛通行時(shí)間長(cháng)，支干道上的車(chē)輛少，因此支干道的車(chē)輛通行時(shí)間短。主干道通行時(shí)，主干道綠燈亮，支干道紅燈亮，時(shí)間為60 s;支干道通行時(shí)，主干道綠燈亮，主干道紅燈亮，時(shí)間為30 s。每次綠燈變紅時(shí)，黃燈先閃爍3 s(頻率為5Hz)。此時(shí)另一路口的紅燈不變?；谝陨弦巹t設計的交通控制器控制十字路口兩組紅、黃、綠交通信號燈的狀態(tài)轉換，可以方便地實(shí)現指揮各種車(chē)輛和行人通行實(shí)現十字路口交通管理的自動(dòng)化。

　　2 交通控制器電路設計與仿真

　　交通控制器電路按功能分成3個(gè)單元電路：振蕩電路、計數器和譯碼顯示電路、主控制電路和信號燈譯碼驅動(dòng)。

　　2.1 振蕩電路

　　振蕩電路輸出頻率分別為1Hz和5Hz、幅度為5 V的時(shí)鐘脈沖。為提高精度，本設計系統利用555定時(shí)器設計一個(gè)輸出頻率為100 Hz的多諧振蕩器，再通過(guò)100分頻(100進(jìn)制計數器)而得到1 Hz的時(shí)鐘脈沖，通過(guò)20分頻得到5 Hz的時(shí)鐘脈沖。

　　2.1.1 555定時(shí)器構成的100 Hz多諧振蕩器

　　555定時(shí)器是一種多用途的模擬、數字混合集成電路，在波形的產(chǎn)生與變換、控制與檢測、家用電器以及電子玩具等領(lǐng)域等許多領(lǐng)域中得到了應用。555定時(shí)器功能多樣，應用廣泛，只要外部配上幾個(gè)阻容元器件即可構成單穩態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。

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