交通燈控制器數(shù)字電路的設(shè)計及仿真

交通燈控制器電路實現(xiàn)及仿真
根據(jù)上述邏輯表達式，可以用門電路畫出相應(yīng)的電路圖。在完成電路設(shè)計后就可以采用Multisim軟件進行仿真分析，其步驟為：創(chuàng)建仿真電路原理圖→電路圖選項的設(shè)置→使用仿真儀器→設(shè)定仿真分析方法→啟動Multisim仿真。
步驟一：按照常規(guī)方式從各元件庫中調(diào)用元器件放置到電路窗口中，并按照已經(jīng)計算好的參數(shù)對元器件進行相應(yīng)的設(shè)置。Multisim的界面上的InUseList欄內(nèi)列出了電路所使用的所有元器件，使用它可以檢查所調(diào)用的元器件是否正確。放置完所有元器件后需要按照設(shè)計好的原理圖對其進行線路連接，連接后的交通燈控制器電路如圖5所示。
步驟二：正確連接電路及邏輯分析儀后啟動Simulate菜單中的Run命令或者按下F5
步驟三：交通燈交替閃爍過程及時間顯示功能的仿真結(jié)果。
如圖6a)所示，上排的是A街道燈，下排是B街道燈，圖6b)所示的是BCD碼顯示器，可以觀察到的現(xiàn)象：BCD碼顯示器自0開始計數(shù)當(dāng)計數(shù)到7時回到0重新計數(shù)，如此循環(huán)。與此同時A街道綠燈（GA）和B街道紅燈（RB）同時亮，依照計數(shù)器的計數(shù)節(jié)奏3秒后，GA熄滅YA亮；1秒后YA與RB同時熄滅，RA與GB亮；隨后相對于上半周期，3秒后GB熄滅YB亮，并且在1秒后同RA一起熄滅。如此完成一個周期，再回到計數(shù)器0狀態(tài)繼續(xù)循環(huán)。
步驟四：通過邏輯分析儀對電路的工作情況進行分析，得到時序邏輯圖，如圖7a)所示為的仿真時序波形圖，圖7b)所示為的仿真時序波形圖。邏輯分析儀窗口，自上到下的波形依次是，A街道綠燈（GA）、A街道黃燈（YA）、A街道紅燈（RA）、B街道綠燈(GB)、Ｂ街道黃燈（YB）Ｂ街道紅燈（RB）。
注意事項：Simulate菜單中的DefaultInstrumentSettings...命令，在打開的DefaultInstrumentSettings對話框中選擇“Real”或“Ideal”可調(diào)整仿真結(jié)語
本課題是為十字路口交通燈的控制而設(shè)計的，可以實現(xiàn)交通控制的自動化。結(jié)合課題設(shè)計的要求，確立了一個基于74LS160計數(shù)器的交通燈控制器的設(shè)計方案。交通燈控制器的設(shè)計采用的是時序邏輯電路的設(shè)計方法，按設(shè)計要求將同步十進制計數(shù)器構(gòu)成為八進制計數(shù)器，通過對實際情況的分析，得出交通燈相應(yīng)的時序波形圖，之后得到真值表，最后通過卡諾圖依次對各交通燈狀態(tài)進行化簡得出邏輯表達式，完成了整個設(shè)計。
為了進一步驗證設(shè)計的正確性，本課題通過Multisim軟件來創(chuàng)建電路原理圖，然后再通過基本操作對電路仿真情況進行觀察。通過仿真，可以看出仿真結(jié)果符合設(shè)計要求，結(jié)果正確，達到了預(yù)期的目的。
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