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
10
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
14
启动
15
16
17
18
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。
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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。