交通灯信号控制器仿真设计
08机电2班 张丽云 0811116041
1.前言
城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。

交通信号灯的出现，使交通得以有效地管制，对于疏导交通、减少交通事故有明显的效果。

现有2条主干道汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。

红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。

要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车
由表1可以得出信号灯状态的逻辑表达式：
A G =n Q 1n Q 0 A Y =n Q 1n Q 0 A R =n
Q 1
B G =n Q 1n Q 0 B Y =n
Q 1n Q 0 B R =n Q 1
由特性方程：
10+n Q = n Q 1n Q 0+n Q 1n Q 0
11+n Q = n Q 1n Q 0+n Q 1n Q 0 1+n Q = J n Q +K n Q
可得 0J =n Q 1，0K =n Q 1；1J =n Q 0，1K =n
Q 0
要实现45s 的倒计时，需选用两个74190芯片级联成一个从99到00的计数器，其中作为个位数的74190芯片的CLK 接秒脉冲发生器，再把个位数74190芯片输出端A Q 、D Q 用一个与门连起来，再接在十位数74190芯片的CLK 端。

当个位数减到0时，再减1就会变成9，0（0000）和9（1001）之间的A Q 、D Q 同时由0变为1，把A Q 、D Q 与起来接在十
位数74190芯片的CLK 端，此时会给十位数74190芯片一个脉冲数字减1，相当于借位。

预置数功能功能：用8个开关分别接十位数74190芯片的D 、C 、B 、A 端和个位数74190芯片的D 、C 、B 、A 端。

预置数的范围为1~99。

断开相当于接0，合上相当于接1。

按照表2，CTEN 端接低电频，加/减计数控制端D/U 接高电频实现减计数，预置端LOAD 接高电频时计数，接低电频时预置数。

因此，工作开始时，LOAD 为0，计数器预置数，置完数后，LOAD 变为1，计数器开始倒计时，当倒计时减为00时，LOAD 又变为0，计数器又预置数，如此循环下去。

此功能可以借助两个4输入的或非门连接，然后再用一个与非门连接来完成。

连接后电路图如下所示：
把个位、十位计数器的输出端A Q 、B Q 、c Q 、D Q 分别用一个4输入或非门连起来，再把这两个4输入或非门的输出用一个与门连起来。

T5表示倒计时减为05时，给信号灯转换器一个脉冲，使信号灯发生转变，绿灯变黄灯，红灯不变。

接法为：当减到数05时，把十位计数器的输出端A Q 、B Q 、c Q 、D Q 分别用一个4输入或非门连起来，个位计数器的输出端B Q 、D Q 用一个两输入或非门连起来，再把两个或非门与个位计数器的输出端A Q 、c Q 用一个四输入与门连起来。

最后将T5和T0两个定时信号用或门连接接入信号灯转换器的时钟端。

电路图如下所示：
单击启动按钮，打开开关，东西方向车道绿灯亮，南北方向红灯亮。

显示器从预置数45s减到5s时，绿灯转换为黄灯，红灯不变，且黄灯每秒闪一次；减到一秒时，预置数，东西方向车道红灯亮，南北方向绿灯亮，如此循环下去。

5．分析总结
通过这次课程设计，我学到了好多东西。

首先是加深了对课本基础知识的理解，其次，通过查阅相关书籍，上网搜索相关资料。

拓展了自己的知识范围，了解芯片的功能与使用，Multisim软件中有好多东西都是这次课程设计中自己学会的。

当然，在设计电路过程中也会遇到一些麻烦，比如刚开始时，计数器显示器读秒太慢，
改了脉冲信号后才恢复正常；交通灯本来用发光二极管和电阻组成代替，连接相对复杂些，连错了，导致仿真时东西方向除红灯外都不亮，南北方向绿灯亮了45s，然后转换为黄灯，再亮45s，红灯不亮；后来改成指示器，东西方向和南北方向的黄灯仅有其中一个会亮，也是改了脉冲信号后，信号灯才正常显示。

不过，解决问题过程让能我更好的学习。

参考文献：
1．《实用电子控制电路》方大千、鲍俏伟编著国防工业出版社
2．《基于Multisim10的电子仿真实验与设计》王连英主编北京邮电大学出版
3．《数字电子技术》（电子信息工程教科书
4．《电工学（下册）》高等教育出版社
5．《Multisim10&Ultiboard10原理仿真与PCB设计》电子工业出版社
6．《Multisim10虚拟仿真和业余制版实用技术》黄培根编著电子工业出版社。