内容发布更新时间 : 2024/5/21 20:06:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电子科技大学

电子技术应用实验

题目名称

学 号

姓 名

指导老师

实验报告

电子技术应用实验 实验报告（九）

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个黄色指示灯模拟路口的东、南、西、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使他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30s； 2. 东西方向黄灯闪烁，南北方向红灯亮，时间2s；

3. 南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，南北方向通车，时间30s； 4. 南北方向黄灯闪烁，东西方向红灯亮，时间2s； 5. 返回1，继续运行。 实验要求：

设计满足要求的电路，并在Multisim中进行电路连接、仿真和调试。在实验报告中简要的说明实验原理，画出实验电路图，在实验报告相应位置上附上实验中的仿真结果和波形。

二、实验时间计划表

主要任务 提出方案 搭建电路 仿真完成报告 计划学时数 3 3 4 实际学时数 3 4 4 完成情况 完成 完成 完成 三、方案论证

方案一：基于集成器件的交通灯 利用集成芯片产生时钟信号，用计数器芯片及常用门电路构建交通灯状态机电路。 方案二：基于单片机的交通灯

利用单片机作为控制系统，通过编程实现对交通灯时序的控制。

综合以上几种方案，方案一电路的设计简单，易于实行。单片机方案实行困难，在实际设计中容易出错而且不好仿真。方案一电路使用Multisim仿真既简单，又和本学科实验有很大的关系，是一种利用软件设计硬件的新方法，简单易行，且易于修改调试，所以本项目选择方案一。

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。

以00/01/11/10分别代表S0/S1/S2/S3,由数字电路知识可得到下交通控制灯的状态转移/输出表： 初态 定时器信号输出 末态 Q1Q0 Q1*Q0* X Y 00 0 X 00 00 1 X 01 01 X 0 01 01 X 1 11 11 0 X 11 11 1 X 10 10 X 0 10 10 X 1 00 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’

若以E代表东西方向，N代表南北方向，R代表红灯，G代表绿灯，Y代表黄灯，那么状态可化为：

00：EG=1,NR=1 01：EY=1,NR=1 11：ER=1,NG=1 10：ER=1,NY=1

故可得下状态表 状态EG EY ER NG NY NR /Q1Q0 00 1 0 0 0 0 1 01 0 1 0 0 0 1 11 0 0 1 1 0 0 10 0 0 1 0 1 0