交通灯信号控制器仿真设计
基于Multisim的交通灯控制电路的设计与仿真
基于Multisim的交通灯控制电路的设计与仿真摘要：Multisim是EDA仿真设计系统的一个重要组成部分，它创建电路方便，且仿真所用的仪器及仿真数据读取方法都与实际实验方法相似，有各种虚拟仪器和仪表可以使用。
且不消耗实际元器件。
降低了实验成本，节省实验时间，提高了实验效率，利用Multisim设计并仿真了一个周期为8S的交通灯控制仿真电路。
得到了很好的实验效果。
关键词：Multisim；EDA仿真；交通灯Based on the control circuit of the traffic lights Multisim design andsimulationAbstract：Multisim is an important component of the EDA Simulation system, It is easy to create circuit, And the equipment used in the simulation and simulation of data acquisition methods are similar to the actual experimental methods, There are various virtual instruments andmeters can be used. And it does not consume the actual components. It can reduce the experiment cost, test time and improve the experimental efficiency,The Multisim is used to design and simulation of a cycle 8S traffic lights control simulation circuit. The experimental results have been tested very well. Key words：Multisim；EDA Simulation；Traffic lights0 引言在搭建实际电路之前，采用Multisim 10仿真软件进行虚拟测试。
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计一、设计目的1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。
2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。
3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用Multisim软件仿真。
4、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题、解决问题以及团队协作能力。
巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技能，启发创新能力的效果5、培养学生创新能力和创新思维。
让学生通过动手动脑解决实际问题，巩固课程中所学的理论知识和实验技能。
二、设计要求1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45s。
时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。
3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。
5、假定+5V电源给定。
三、总体概要设计设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都为45s，每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。
该交通灯控制系统的总体设计方案如下图所示所示。
90进制加法计数器作为该系统的主控制电路，控制东西方向和南北方向交通的及LED显示，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过加法计数器对秒脉冲加计数，当到达固定时刻，控制LED显示的减法计数器进行数制转换，交通灯做出相应的变化。
交通灯控制系统的总体设计方案电电路流程图秒信号主控制电路（加法计数器）减法计数器减法计数器南北方向LED 东西方向LED交通灯译码电路南北方向交通灯东西方向交通灯四、局部细节设计一、秒脉冲电路部分二、主控电路（89进制加法计数器）部分三、东西方向减法计数器及LED显示部分四、东西方向减法计数器及LED显示部分五、交通灯译码及显示部分1、交通灯状态转换图南北向绿灯亮，东西向红灯亮（40秒）南北向黄灯亮，东西向红灯亮（5秒）南北向红灯亮，东西向绿灯亮（40秒）南北向红灯亮，东西向黄灯亮（5秒）2、译码真值表比较器比较数输出端0——394041——4445 46+84 8586——89第一组A=01000000（40）Y(A>B) 1 0 0 0 0 0 0Y(A=B) 0 1 0 0 0 0 0Y(A<B) 0 0 1 1 1 1 1第二组A=01000101（45）Y(A>B) 1 1 1 0 0 0 0Y(A=B) 0 0 0 1 0 0 0Y(A<B) 0 0 0 0 1 1 1第三组A=10000101（85）Y(A>B) 1 1 1 1 1 0 0Y(A=B) 0 0 0 0 0 1 0Y(A<B) 0 0 0 0 0 0 1南北方向交通灯状态绿黄黄红红红红东西方向交通灯状态红红红绿绿黄黄3、交通译码电路五、整体电路六、仿真结果1、主控制器0——39秒仿真结果2、主控制器40——44秒仿真结果3、主控制器45——84秒仿真结果4、主控制器85——89秒仿真结果七、总结与体会通过这次的课程设计，我们加深了对EDA的了解，熟悉了EDA工具，并熟练了multisim软件的操作。
基于VHDL的交通灯控制器设计
生物医学工程王春雨基于VHDL的交通灯控制器设计应用VHDL语言设计数字系统，大部分设计工作可在计算机上完成，从而缩短系统开发时间，提高工作效率。
下面介绍基于VHDL设计交通灯控制器的一种方案，并给出源程序和仿真结果。
1 系统功能与要求实现交通繁忙的主路和偶有车行的小路交会路口的交通管理。
要求：1、交通灯控制器控制主干道和小路交叉路口的交通。
2、小路口来车，主线路口绿灯切换到黄灯5秒钟后变为红灯。
3、红灯燃亮20秒后，自动切换为绿灯。
4、指示左转弯的绿灯亮12 s，绿灯变至红灯时，黄灯亮3 s。
5、主路的交通管制重新切换到绿灯后5分钟内不理睬小路上的车况，即使又有车辆驶入小路路口。
上述主路上的灯光显示，小路口的灯信号与之逻辑配合。
2 程序设计根据交通灯控制器的功能与要求，将其总体电路分为分频器、信号控制器两个模块。
外部脉冲振荡器的频率选为32768 kHz，经分频器分频得1 Hz的信号，1 Hz信号用做信号控制器的计数脉冲，用VHDL设计组成交通灯控制器的分频器、信号控制器两个模块，在M AX+plus Ⅱ平台上，编译VHDL程序，然后用原理图输入法形成总体框图。
实验程序：Library IEEE;Use IEEE.Std_Logic_1164.All;Use IEEE.STd_Logic_Unsigned.All;Entity Frequency10Hz IsPort(Clk20M: In Std_Logic;Clk10Hz:Out Std_Logic);End;Architecture Count Of Frequency10Hz Is Signal Tout:Integer Range 0 to ;Signal Clk:Std_Logic;BeginProcess(Clk20M)BeginIf rising_edge(Clk20M) thenIf Tout= thenTout<=0;Clk<=Not Clk;Else Tout<=Tout+1;End If;End If;End Process;Clk10Hz<=Clk;End;Library IEEE;Use IEEE.Std_Logic_1164.All;Use IEEE.STd_Logic_Unsigned.All; Entity Frequency IsPort(Clk10Hz: In Std_Logic;Clk1Hz:Out Std_Logic);End;Architecture Count Of Frequency Is Signal Tout:Integer Range 0 to 4;Signal Clk:Std_Logic;BeginProcess(Clk10Hz)BeginIf rising_edge(Clk10Hz) thenIf Tout=4 thenTout<=0;Clk<=Not Clk;Else Tout<=Tout+1;End If;End If;End Process;Clk1Hz<=Clk;End;Library IEEE;Use IEEE.Std_Logic_1164.All;Use IEEE.Std_Logic_Unsigned.All;Entity Controller IsPort(Clock:In Std_Logic;Hold:In Std_Logic;CountNum:IN Integer RANgE 0 TO 49;Flash:Out Std_Logic;NumA,NumB:Out Integer Range 0 To 25;RedA,GreenA,YellowA:Out Std_Logic;RedB,GreenB,YellowB:Out Std_Logic);End;ARCHITECTURE Behavior OF Controller IS BEGINPROCESS(CLOCK)BeginIf falling_edge(Clock) thenIf Hold='1' thenRedA<='1';RedB<='1';GreenA<='0';GreenB<='0';YellowA<='0';YellowB<='0';Flash<='1';ElseFlash<='0';If CountNum<=19 thenNumA<=20-CountNum;RedA<='0';GreenA<='1';YellowA<='0';Elsif (CountNum<=24) thenNumA<=25-CountNum;RedA<='0';GreenA<='0';YellowA<='1';ElseNumA<=50-CountNum;RedA<='1';GreenA<='0';YellowA<='0';End If;If CountNum<=24 thenNumB<=25-CountNum;RedB<='1';GreenB<='0';YellowB<='0';Elsif CountNum<=44 thenNumB<=45-CountNum;RedB<='0';GreenB<='1';YellowB<='0';ElseNumB<=50-CountNum;RedB<='0';GreenB<='0';YellowB<='1';End If;End If;End If;End Process;End;LIBRARY IEEE;USE IEEE.Std_logic_1164.all;Use IEEE.Std_Logic_Unsigned.All; ENTITY Counter ISPORT(Clock:IN Std_logic;Reset:IN Std_logic;Hold:IN Std_logic;CountNum:BUFFER Integer RANGE 0 TO 49 );END;ARCHITECTURE Behavior OF Counter IS BEGINPROCESS(Reset,Clock)BEGINIF Reset='1'THENCountNum<=0;ELSIF rising_edge(Clock) THENIF Hold='1'THENCountNum<=CountNum;ELSEIF CountNum=49 THENCountNum<=0;ELSECountNum<=CountNum+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;END Behavior;Library IEEE;Use IEEE.Std_Logic_1164.All;Use IEEE.Std_Logic_Unsigned.All;Entity Display IsPort( Clock:In Std_Logic;Flash:In Std_Logic;Qin:In Std_Logic_Vector(3 Downto 0); Display:Out Std_Logic_Vector(0 to 6)); End;Architecture Light Of Display IsSignal Timeout:Integer Range 0 To 11;BeginProcess(Clock)BeginIf rising_edge(Clock) thenIf (Flash='0') thenTimeout<=0;ElseIf (Timeout=11) thenTimeout<=0;ElseTimeout<=Timeout+1;End If;End If;If (Timeout<=6) thenCase Qin IsWhen "0000"=>Display<="";When "0001"=>Display<="";When "0010"=>Display<="";When "0011"=>Display<="";When "0100"=>Display<="";When "0101"=>Display<="";When "0110"=>Display<="";When "0111"=>Display<="";When "1000"=>Display<="";When "1001"=>Display<="";When Others=>Display<="";End Case;ElseDisplay<="";End If;End If;End Process;End;Library IEEE;Use IEEE.Std_Logic_1164.All;Use IEEE.Std_Logic_Unsigned.All; Entity Fenwei IsPort(Numin:In Integer Range 0 To 25;NumA,NumB:Out Integer Range 0 To 9 );End;Architecture Fen Of Fenwei IsBeginProcess(Numin)BeginIf Numin>=20 thenNumA<=2;NumB<=Numin-20;Elsif Numin>=10 thenNumA<=1;NumB<=Numin-10;ElseNumA<=0;NumB<=Numin;End If;End Process;End;顶层框图：3．仿真结果。
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计08机电2班 张丽云 08111160411.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 =nQ 1B G =n Q 1n Q 0 B Y =nQ 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 011+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 =nQ 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。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。
它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。
然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。
本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。
1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。
它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。
基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。
1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。
设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。
这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。
1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。
具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。
这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。
1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。
但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。
2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。
仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。
2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。
在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。
2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。
交通灯proteus仿真设计
交通灯proteus仿真设计交通灯是城市交通管理中非常重要的一部分，它们用于控制车辆和行人的流动，确保交通的安全和顺畅。
在这篇文章中，我们将使用Proteus软件来设计一个交通灯的仿真模型。
在Proteus中，我们可以使用ISIS和Ares两个模块进行电子电路的设计和仿真。
首先，我们需要在ISIS中创建一个新的电路图。
我们可以将交通灯的每个部分视为一个独立的电路，包括信号发生器、计时器、红绿灯和行人信号等。
首先，我们需要一个信号发生器来模拟交通灯的计时控制。
我们可以使用Proteus中提供的脉冲发生器来生成一个方波信号作为计时器的输入。
我们可以设置方波的频率和占空比来模拟不同的交通灯状态，比如红灯、绿灯和黄灯。
接下来，我们需要一个计时器来控制交通灯的转换。
我们可以使用Proteus中提供的计时器元件，比如555定时器。
我们可以设置定时器的参数，比如时钟频率和周期，来控制交通灯的转换时间。
然后，我们需要设计红绿灯的电路。
对于红灯，我们可以使用一个LED来表示，可以选择红色的LED。
对于绿灯，我们也可以使用一个LED来表示，可以选择绿色的LED。
我们可以使用Proteus中提供的LED元件，并将其连接到计时器的输出引脚上。
最后，我们还可以添加一个行人信号来模拟行人通过的情况。
我们可以使用一个LED来表示行人信号，可以选择白色的LED。
我们可以将行人信号的LED连接到计时器的输出引脚上，并设置适当的延迟来控制行人信号的亮灭。
完成电路设计后，我们可以在ISIS中进行仿真。
在仿真过程中，我们可以观察交通灯的状态和行人信号的变化。
通过调整计时器的参数，我们可以模拟不同的交通灯时间间隔和行人信号的延迟时间。
除了电路设计和仿真，Proteus还可以进行PCB布局和打印板设计。
我们可以使用Ares模块来创建一个真实的交通灯电路板，并将其制作成实际的交通灯。
总而言之，通过Proteus软件的使用，我们可以方便地设计和仿真交通灯的电路，并进行交通灯的时间间隔和行人信号的延迟的调整。
课程设计(论文)-交通信号灯控制器的设计与仿真
交通信号灯控制器的设计与仿真摘要：1、当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。
因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给技术革新。
随着萨规模的集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现在科技发展的主流方向。
2、交通信号灯是日常生活中遇到的一个普通实例，它的控制也颇具典型和实用价值。
由于交通路口的形状和规模不一，所采用的信号灯的数量、控制要求不一，控制的复杂程度也就不一样，这里设计的是由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全和迅速的通行，在交叉道口的每个入口处设置了红、黄、绿三色LED信号灯，依据红灯停绿灯行黄灯亮了等一等的规律工作。
同时在每个入口设置了与红灯同时工作的蜂鸣器，以方便盲人通过。
本设计是采用计数器74160N和与门、或门、非门等简单元器件完成的，通过multisim软件仿真验证了电路的功能，运用protel软件对电路进行了封装，布线和制成3D电路板。
关键词：交通灯; 干道; 蜂鸣器; 计数器; LED1、设计任务与要求1.设计任务为实现交通控制的自动化，交通信号灯控制器可以通过多种电路实现，但用中小规模数字集成电路实现更为方便，下面是十字路口交通信号灯控制器的设计与仿真的实例。
由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉道口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯亮禁止通行;绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。
2.技术指标a.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯，用传感器或用逻辑开关代替传感器作检测车辆是否到来的信号，设计制作一个交通灯控制器。
b.由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道处于常允许通行的状态，而支干道有车来才允许通行。
当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。
而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。
交通红黄绿灯自动控制系统仿真模拟实现
目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究目的及意义 (3)1.3国内外研究现状及发展 (4)1.4论文的组织结构 (5)第二章开发工具与设计方案 (5)2.1系统开发工具 (5)2.2系统主要设计方案 (6)第三章单元电路设计 (7)3.1振荡电路 (7)3.2计数器电路 (8)3.3译码器电路 (9)3.4主控制电路 (10)3.5信号灯译码器驱动电路 (11)第四章主体电路组合 (12)4.1组合原理 (12)第五章综述 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)摘要交通红绿黄灯自动控制系统的设计与仿真实现摘要本设计利用电子电路知识设计一个十字路口所用交通红黄绿灯的自动控制系统。
该系统可实现在时钟系统作用下按一定规程四组红绿黄灯的交替变换、及按不同时段变换规程的变换。
整个设计应采用模块化结构设计，系统最主要解决4个模块的设计，即计时模块、变换模块、显示模块以及倒计时模块。
利用555芯片构成振荡电路产生脉冲信号经分频器分频获得时基脉冲。
再经组合逻辑电路与时序逻辑电路及计数器和译码器构成系统的主体电路，并在主体电路的基础上增加非繁忙时闪黄灯功能。
主干道通行时绿灯亮，支干道红灯亮，时间35s。
支干道通行时绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30s。
每次绿灯变红时，要求黄灯先亮5s。
此时另一个路口的红灯也不变。
在绿灯通行时间内和红灯亮，禁止通行时间内均有倒计时显示。
本设计用Multisim仿真实现。
关键字：交通信号；自动控制系统；Multisim仿真1ABSTRACTDesign and Simulation of the automatic controlsystem of traffic light yellow ABSTRACTThis design uses electronic circuit knowledge to design an automatic control system of traffic red and yellow traffic lights at the crossroads. The system is under the function of the system clock according to certain rules four groups of red, green and yellow lights alternating, and according to the transformation rules in different period of transform. The whole design should adopt the modular structure design, the system is the most important to solve the design of 4 modules, namely timing module, transformation module, display module and countdown module. Using the 555 chip oscillation circuit generates a pulse signal by the frequency divider obtain a timing pulse. The main circuit of the system is composed of combinational logic circuit and sequential logic circuit, counter and decoder, and the function of flashing yellow light is added on the basis of the main circuit. Main road traffic lights, Branch Road, red light, time 35s. Branch road traffic lights, the main road red light, time is 30s. Every time the green light turns red, the yellow light is required to light the 5S. At this time another intersection of the red light is also the same. In the time of the green light and the red light, there is no time to prohibit the passage of time display. The design with Multisim simulation.Key words：traffic signal；auto-control system；Multisim simulation2第一章绪论1.1研究背景随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计交通灯信号控制器是城市道路交通管理系统中的重要组成部分，通过控制交通信号灯的变换来指挥车辆和行人的通行，以确保交通有序、安全、高效。
为了提高交通信号控制器的性能和稳定性，通常会进行仿真设计来对其进行优化和测试。
本文将介绍交通灯信号控制器的仿真设计过程，并详细讨论其原理和实现方法。
一、交通灯信号控制器的原理在城市道路交通中，交通灯信号控制器需要根据路口的车流量和行人需求来确定每个方向的绿灯时间，以实现交通的高效通行。
同时，还需要考虑到不同时间段交通流量的变化，灵活地调整交通信号的变换时间，以达到最佳的交通控制效果。
二、交通灯信号控制器的仿真设计方法1.确定仿真目标：首先需要明确交通灯信号控制器的仿真目标，包括优化绿灯时间、减少等待时间、提高交通效率等指标。
根据这些目标，确定仿真模型的概要设计和实现方法。
2.建立仿真模型：根据交通灯信号控制器的原理和实际运行情况，建立相应的仿真模型。
这包括车辆和行人的动态模型、交通信号灯的工作模式、路口的拓扑结构等方面。
3.设定仿真参数：确定仿真所需的参数，包括车辆流量、行人需求、信号灯变换时间、路口长度等。
根据实际情况，设定合理的参数范围，以确保仿真结果的准确性。
4.编写仿真程序：利用仿真软件或编程语言，编写交通灯信号控制器的仿真程序。
根据建立的模型和设定的参数，模拟不同情况下的交通流量和信号控制效果，评估控制器的性能和稳定性。
5.优化设计方案：根据仿真结果，对交通灯信号控制器的设计方案进行优化和改进。
可以调整绿灯时间、增加延时器、改变信号灯的配时等方法，以提高交通控制效果。
6.验证仿真结果：对优化后的设计方案进行验证，检验其效果和可靠性。
通过对比仿真结果和实际数据，评估交通灯信号控制器的性能和稳定性。
三、交通灯信号控制器的仿真设计案例以市中心的交通路口为例，设计一个交通灯信号控制器的仿真方案。
该路口存在车辆和行人的交通需求，需要根据不同时段的交通流量来控制信号灯的变换，以确保交通有序通行。
交通信号灯PLC控制设计
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四 上位机设计
4.1 MCGS组态软件简介
MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两部分。组态环境 相当于一套完整的工具软件，用来帮助用户设计和构造自己的应 用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指 定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功 能。组态环境和运行环境的关系如图示。
交通信号灯设计内容
一 控制要求
二 硬件设计
三 下位机设计
四 上位机设计
五 联机总调
2
一 控制要求
1.1 交通灯控制系统的控制要求如下：
❖ a 信号灯受两个按钮控制，当启动按钮动作时，信号系统开始工作， 且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当停止按钮动作时，所有信号灯都 熄灭。
❖ b 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系 统，并报警。
初始界面
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启动
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可编程控制器要满足两个信号输入（分别起系统启动、停止作用），七
个信号输出，十字路口有十二个交通信号灯，但南北、东西两个为一组用一 个输出信号控制，再加上一个报警信号驱动的报警灯。
通过以上分析可以知道，系统共有开关量输入点2个，开关量输出点7 个，所以选用主机为CPU224。
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2.2 I/O分配
交通信号灯PLC的输入/输出点分配表
❖ c 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维 持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭 时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。 同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
❖ d 东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。 同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
交通灯控制器数字电路的设计及仿真
交通灯控制器数字电路的设计及仿真随着城市化进程的加快，交通量越来越大，如何科学有效地管理交通成为一个重要的问题。
其中，交通灯控制器是一个涉及电子电路技术的重要设备。
基于数字电路的设计和仿真，进一步提高交通灯控制器的精度和稳定性，对于保障交通安全、提高城市交通效率至关重要。
一、设计方案1.计算时序交通灯控制器的每个阶段均有确定的时间，因此需要计算时序以确定各个信号时序是否正确，以及控制灯的开关时间是否正确。
2.设计状态机根据计算好的时序，可以通过 ISE 设计工具绘制状态图，然后再利用 Verilog HDL 语言编写出状态机。
交通灯控制器的每个阶段都有一个对应的状态，状态机会根据输入信号的状态来判断当前处于何种状态，并根据状态判断应该输出什么信号。
3.确定数字电路结构利用 ISE 设计工具，可以采用 Combinational Logic Circuit 来设计灯的开关逻辑电路，时序电路中以时钟触发器为主。
可以通过该工具绘制仿真波形来检测电路的正确性，检查信号间是否存在错误。
二、仿真过程1.绘制输入信号波形首先，需要绘制出输入信号的波形，并且在仿真时要按照相应的频率和占空比输出。
2.对仿真波形进行仿真分析仿真过程中，可以通过 Xilinx 仿真工具，对仿真波形进行分析，检测电路的正确性和稳定性。
同时，可以通过仿真过程中的输出信号波形，判断各阶段信号的状态。
3.检验仿真结果与设计方案借助仿真工具，可以非常直观地验证数字电路的设计方案是否合理、可靠。
此外，还可以通过不同的应用场景，不断优化和调整设计方案，以实现更高的效率与精度。
三、总结数字电路的设计和仿真，可以有效地提高交通灯控制器的精度和稳定性，在城市交通管理中起到关键的作用。
当前数字电路技术的不断推进，为实现更加高效安全的交通管理提供了强有力的支持。
基于multisim的交通信号灯的设计与仿真
湖北民族学院信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim的交通信号灯的设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：0312406学号：031240610学生姓名：崔亮指导教师：杨庆2015年1月8日2015 年 1 月8 日摘要由于电子技术的飞速发展，集成电路和电子系统的复杂程度大概是6年提高10倍，因此电子系统的复杂程度也在相应提高。
简单的手工设计方法已无法满足现代电子系统设计的要求。
因此许多软件公司纷纷研制采用自上而下设计方法的计算机辅助设计系统。
在20世纪70年代中叶有了基于手工布局布线的第一代ECAD工具（计算机辅助设计），1981—1982年出现了基于原理设计仿真的第二代EDA系统（电子自动化）。
EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础发展起来的计算机设计软件系统。
与早期的CAD软件比较，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
到1987—1988年又推出了基于RTL（寄存器传输语言）的设计、仿真、逻辑综合的第三代EDA技术。
时至今日，又是十多年过去了，电子系统的复杂程度又提高了10多倍。
从事电子产品设计、开发等工作的人员，经常要求对所有设计的电路进行实物模拟和调试。
其目的的一方面是为了验证所设计的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳值。
加拿大Interactive Image Tecnologie 公司推出的EWB （Electrical Workbench）软件可以将不同类型的电路组成混合电路进行仿真，界面直观，操作方便等特点，创建电路、选用原件和测试仪器均可以图形方式直观完成。
该软件有较为详细的电路分析手段，如电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析，以及离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏分析和电路容差分析等共计十四种电路分析方法。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按秒
倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒脉 冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可 以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电 路，也可以是用定时器555和电阻、电容组成 的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周期 方便，采用555定时器组成多谐振荡器。
555多谐振荡器原理图
220V交流电
降压变压器 整流、滤波、稳压
+5V
秒
动
时
校表
自动
数字电子钟电原理图
日
时
分
秒
自动
校表
自动
校表
自动 校表
gf 10
ab 6
改动：可调电容换成固定 20p 电容。 校表开关 S4 去掉。
1 ed
5 ch
日
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
（1）要求根据设计要求实现交通灯的现实 功能； （2）用Multisim进行仿真 （3）设计说明书；
1秒脉冲产生电路: 由于黄灯点亮时按秒闪动以及时间显示按
秒倒计时，所以需要设计秒脉冲产生电路。秒 脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它 可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡 电路，也可以是用定时器555和电阻、电容组 成的多谐振荡器。为了电路简单和调节振荡周 期方便，选择用555定时器组成多谐振荡器。
十二进制计数器: 计数器可以用触发 器组成，也可以用中规模集成计数器 组成，以及用移位寄存器组成环形或 扭环形计数器。建议用中规模移位寄 存器组成扭环形12进制计数器。
交通信号灯控制系统的设计及仿真分析 答辩ppt
课题背景和意义
随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多， 随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路 建设往往跟不上城市发展的速度， 建设往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通问题日 益突出， 益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情 出现交通混乱。为了解决车和路的矛盾， 况，出现交通混乱。为了解决车和路的矛盾，常用的有 两种方法：一是控制需求， 两种方法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆 的增加；二是增加供给，也就是修路。 的增加；二是增加供给，也就是修路。但是这两个办法 都有其局限性。我国汽车工业正处在起步阶段， 都有其局限性。我国汽车工业正处在起步阶段，限制车 辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给， 辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给，即 大量修路，在资源、环境矛盾越来越突出的今天， 大量修路，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，有限 的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。 的源和财力以及环境的压力，也将受到限制。
显示电路仿真图
秒脉冲发生器电路设计图
由555定时器组成的 秒脉冲发生器，输出 脉冲周期公式为 T≈ 0.7(R1＋2 R2)C,使 T=1s，令 C=10uF,R1=39k R2≈51K 。
秒脉冲发生器仿真图
30s倒计时，即S0=00时，要求主干道绿灯 亮，支干道红灯亮。20s倒计时，即S2=10 时，要求主干道红灯亮，支干道绿灯亮。故 在这两个状态上各加一个与非门，另一端分 别连到表示30s和20s的74LS245的触发信 号上。5s倒计时，即为S1=01和S3=11时， 均为Q1=1，故只需把Q1与表示5s的74 74LS245的触发信号连接。
两片4029BD为4为可预置二 进制/十进制可逆计数器， BD=1时进行二进制计数， BD=0时，进行十进制计数， UD=1时进行加法计数， UD=0时进行减法计数。 本设计中要用十进制减法计数器，故使BD=0， UD=0，即都接地。PE为预设控制。PE=1时 Q0Q1Q2Q3=ABCD,PE=0时正常计数。TC为进 位输出端，个位倒计时为0时，给十位发出脉冲， 十位进行一次减计数。图中两片4029分别负责 读取74LS245的高四位和低四位，从而进行十进 制减法计数。
交通信号控制和仿真系统设计原理过程
交通信号控制和仿真系统设计原理过程
交通信号控制和仿真系统的设计原理过程一般分为以下几个步骤：
1. 需求分析：确定系统的需求和功能，包括道路数量、车流量、行车速度、信号灯控制方式等等。
2. 设计方案：根据需求分析的结果，确定控制方式、交通信号灯类型、控制算法等，确定系统的整体架构，并进行模块设计。
3. 开发实现：根据设计方案进行软硬件设备的选型、优化和配置，并开始对系统进行实现和测试，这个阶段需要进行系统级别的测试。
4. 集成测试：将实现的模块整合到系统中，并进行整体测试，查看系统的稳定性和可靠性。
5. 系统验证：完成测试后，对系统进行验证，观察系统能否正常运行，处理特殊事件和异常情况等。
6. 系统调试：进行系统优化和调试，确保系统性能稳定, 无误差及异常情况，以保证交通系统的有效运行。
7. 系统应用：完成交通信号控制和仿真系统的设计、开发及测试后，将系统应用到实际生活中，确保其稳定和效果，以保证我们的出行更加安全顺畅。
总之，交通信号控制和仿真系统的设计需要经过多个阶段的过程。
从需求分析到系统应用，需要严谨的工作流程以及专业的技术人员，确保系统的稳定性、可靠性和安全性。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路交通中重要的控制设备之一，既能够保障道路交通的顺畅、安全，也能够有效地减少交通事故的发生。
而交通信号灯的控制电路的设计和仿真是交通信号灯制造商和道路交通管理部门必备的技术性内容，在日常的城市交通管理中具有不可替代的作用。
本文将着重介绍交通信号灯控制电路的设计和仿真方法，以及电路中各个元器件的选型和使用注意事项。
首先，交通信号灯的控制电路的设计需要明确基本的控制原理。
一般而言，交通信号灯采用的是红色、黄色、绿色三种颜色的LED灯组成，其控制原理可以简化为以下几点：1. 每种颜色LED灯都需要一个独立的控制器，控制器间通过总线通信协同工作；2. 控制器采用状态机的逻辑设计，根据不同的交通信号控制模式，切换不同的状态；3. 控制电路需要支持手动控制和自动控制，手动控制由按钮触发，自动控制则根据交通信号灯的规则切换控制模式。
接下来，我们将根据以上控制原理，构建交通信号灯的控制电路。
第一步，选用LED灯。
因为交通信号灯要在室外长时间使用，所以我们需要选用耐用、高亮度的LED灯。
常用的LED灯通常有两种颜色，一种是红色，另一种是黄色、绿色互换的双色。
对于前者，我们需要选用红色光波长为630~635nm的LED 灯，而对于后者，则需要选用黄色光波长为590~595nm，绿色光波长为520~525nm的LED灯。
第二步，选用控制器。
控制器主要负责控制LED灯的亮灭、闪烁等操作。
同时，控制器还需要支持状态机的逻辑设计，以切换不同的交通信号控制模式。
常用的控制器有51单片机、PIC单片机、ARM芯片等，其中51单片机的最大优势是其学习资料和技术资源非常丰富，可以实现丰富的控制功能。
第三步，选用按钮。
按钮一般用于手动控制，可参考电梯的钮扣设计。
对于按钮，我们需要选用大面积的按钮，以便行人和司机能够一目了然。
第四步，电路的仿真。
此时，我们可以使用Protues或Multisim等仿真软件，检验控制电路设计的正确性。
交通信号灯控制电路仿真设计
铜陵职业技术学院题目：十字路口智能控制系统******班级：06级机电一体化（1）班指导老师：***2009年3月6日目录前言。
第一章车辆的存在与通过的检测。
第二章用PLC实现智能交通灯控制。
第三章结束语。
参考文献。
致谢。
作者简介。
前言据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。
智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。
出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。
具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。
第一章车辆的存在与通过的检测(1) 感应线圈(电感式传感器)电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。
当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。
当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。
当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。
基于Multisim的红绿灯控制器仿真实现综述
基于Multisim的红绿灯控制器仿真实现摘要介绍运用Multisim仿真软件, 设计一个十字路口交通灯控制器。
该控制器实现了对十字路口交通信号灯控制。
利用Multisim这种高效的设计平台, 能够方便地设计电路, 并用虚拟仪器库进行仿真以及验证电路是否达到设计要求。
与传统的设计方法相比, 它具有省时、低成本、高效率的优越性。
关键词：Multisim，交通控制器，EDA，CADDesign and Simulation of Traff ic Lights Controller at theCrossroads Based on MultisimAbstractA traffic lights controller at the crossroads was designed based on Multisim simulation software, and the traffic signal lights control at the crossroads was realized. It is easy to design the electric circuit by using high efficient Multisim design platform, make the simulation by virtual instrument libraries, and verify the electric circuit whether or not meet the design requirements. It has superiority of time saving, low-cost and efficient by comparing with the traditional design method. Keywords: Multisim, traffic controller, EDA, CAD目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2交通信号灯控制电路的概述 (1)2 单元模块 (3)2.1电源模块 (3)2.2秒脉冲发生模块 (3)2.3计数模块 (4)2.4逻辑电路模块 (5)2.5分频器模块 (6)3 数字电子钟电路的仿真与调试 (8)3.1交通信号灯控制电路的仿真 (8)3.2交通信号灯控制电路的实现 (8)3.3调试方法 (9)4 调试中出现的问题和解决方法 (10)5 结语 (11)参考文献 (12)1 绪论1.1引言随着计算机与微电子技术的发展, 电子设计自动化EDA领域已成为电子技术发展的主体。
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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。