哈工大数电自主设计实验 交通灯

姓名班级学号

实验日期节次15：45 教师签字成绩

实验名称交通信号灯控制电路的设计

一、实验目的

1.掌握常用芯片的功能。

2.掌握用Multism软件进行电路设计和仿真。

3.掌握常用电子电路的基本设计方法，提高设计实验并操作的能力。

二、总体设计方案

设计一个在由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口上可以使用的交通信号灯控制电路，设计要求如下：交通信号灯控制器能有效操纵十字路口两组红、黄、绿等，使两条交叉通道的车辆交替通行。主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，放行25秒。支干道通行时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，放行15秒。每次绿灯变为红灯前，要求黄灯先亮5秒，而另一个路口的红灯不变。为了减少实验中的等待时间，所有的亮灯的时间均缩小5倍，即555定时器的振荡周期为1秒。

1) 自激多谐振荡器的设计

调试555定时器组成的自激多谐振荡器，如图所示。

根据振荡周期T=0.7(R1+2R2)C，调节电位器，使振荡周期为1秒。555的脚通过0.01uF电容接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，并进行仿真分析。

2) 十进制计数器的设计

使用74LS161组成十进制计数器，如图所示。

3) 红绿黄灯译码控制电路的设计

使用74LS00、74LS08、74LS32等元件组成控制电路。

三、实验电路图

四、仪器设备名称、型号

数字电子技术试验箱、

直流稳压电源、

双踪示波器、

74LS161、74LS00、74LS08、74LS32、555定时器、

电阻电容若干、电位器一个、导线若干。

五、理论分析或仿真分析结果

1. 多谐振荡器电路的分析

由于周期为1秒，经过计算，使用电容为10uF，使用固定电阻值为51KΩ，使用47KΩ电位器并调节至40.857KΩ，进行仿真分析如下：

2. 总体结果仿真分析如下：

六、详细实验步骤及实验结果数据记录

按照电路图连接电路，接通电源，观察数码管和指示灯，数码管每个计数单位为1s，并将所计时间填入下表：

七、实验结论

按照实验电路图连接电路后，电路很好的实现了十字路口的交通等功能，但由于电阻值的误差等原因，周期并不是严格的1秒，仅是近似1秒。

八、实验中出现的问题及解决对策

1. 多谐振荡器波形显示不正常

解决方案：由于振荡频率过小，示波器不能很好的显示出矩形波，此时需要调节示波器横轴的单位长度，使波形能在示波器中显示。

2. 接上电源后没有显示出正确结果

解决方案：检查电路，有一条导线连接错误，重新连线后电路能正常工作。

九、本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议

通过本次实验，我加深了对芯片功能的了解，也更熟悉了实验器材的使用方法。同时，实验中可能会出现了意想不到的状况，通过解决问题锻炼了自己的动手能力和独立思考的能力。以后做实验时一定要仔细认真，

逐一检查，防止发生错误，实验才能进行得顺利。

十、参考文献

1. 数字电子技术基础王淑娟

2. 电子技术基础实验教程廉玉欣