交通燈控制器數(shù)字電路的設(shè)計(jì)及仿真

交通燈控制器電路實(shí)現(xiàn)及仿真
根據(jù)上述邏輯表達(dá)式，可以用門(mén)電路畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。在完成電路設(shè)計(jì)后就可以采用Multisim軟件進(jìn)行仿真分析，其步驟為：創(chuàng)建仿真電路原理圖→電路圖選項(xiàng)的設(shè)置→使用仿真儀器→設(shè)定仿真分析方法→啟動(dòng)Multisim仿真。
步驟一：按照常規(guī)方式從各元件庫(kù)中調(diào)用元器件放置到電路窗口中，并按照已經(jīng)計(jì)算好的參數(shù)對(duì)元器件進(jìn)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(jì)好的原理圖對(duì)其進(jìn)行線(xiàn)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(dòng)Simulate菜單中的Run命令或者按下F5
步驟三：交通燈交替閃爍過(guò)程及時(shí)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(guān)察到的現(xiàn)象：BCD碼顯示器自0開(kāi)始計(jì)數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)到7時(shí)回到0重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)。與此同時(shí)A街道綠燈（GA）和B街道紅燈（RB）同時(shí)亮，依照計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)節(jié)奏3秒后，GA熄滅YA亮；1秒后YA與RB同時(shí)熄滅，RA與GB亮；隨后相對(duì)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(gè)周期，再回到計(jì)數(shù)器0狀態(tài)繼續(xù)循環(huán)。
步驟四：通過(guò)邏輯分析儀對(duì)電路的工作情況進(jìn)行分析，得到時(shí)序邏輯圖，如圖7a)所示為的仿真時(shí)序波形圖，圖7b)所示為的仿真時(shí)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(xiàng)：Simulate菜單中的DefaultInstrumentSettings...命令，在打開(kāi)的DefaultInstrumentSettings對(duì)話(huà)框中選擇“Real”或“Ideal”可調(diào)整仿真結(jié)語(yǔ)
本課題是為十字路口交通燈的控制而設(shè)計(jì)的，可以實(shí)現(xiàn)交通控制的自動(dòng)化。結(jié)合課題設(shè)計(jì)的要求，確立了一個(gè)基于74LS160計(jì)數(shù)器的交通燈控制器的設(shè)計(jì)方案。交通燈控制器的設(shè)計(jì)采用的是時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法，按設(shè)計(jì)要求將同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成為八進(jìn)制計(jì)數(shù)器，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的分析，得出交通燈相應(yīng)的時(shí)序波形圖，之后得到真值表，最后通過(guò)卡諾圖依次對(duì)各交通燈狀態(tài)進(jìn)行化簡(jiǎn)得出邏輯表達(dá)式，完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，本課題通過(guò)Multisim軟件來(lái)創(chuàng)建電路原理圖，然后再通過(guò)基本操作對(duì)電路仿真情況進(jìn)行觀(guān)察。通過(guò)仿真，可以看出仿真結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)果正確，達(dá)到了預(yù)期的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]劉建沁.從零開(kāi)始學(xué)電路仿真Multisim與電路設(shè)計(jì)Protsl技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006.
[2]王冠華，王伊娜.Multisim8電路設(shè)計(jì)應(yīng)用[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006.
[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2000.
[4]鄭步生,吳渭.Multisim2001電路設(shè)計(jì)及仿真入門(mén)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.
[5]郭勇.EDA技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.