电子科技大学电子技术应用实验交通控制灯

1、电子科技大学电子实验设计报告 课程名称 电子技术应用实验 题目名称 交通控制灯 学 号 姓 名 指导老师 曾洁 起止时间 2015 年 12 月 20 日一、实验项目名称：交通控制灯实验内容：设计并实现一个十字路口的交通控制灯电路。具体要求为：以4个红色指示灯、4个绿色指示灯和4个黄色指示灯模拟电路的东、南、西、北4个方向的红、绿、黄交通灯。控制这些指示灯，使它们按下列规律亮和灭： 东、西方向绿灯亮，南、北方向红灯亮。东、西方向通车，时间30秒； 东、西方向黄灯闪烁，南、北方向红灯亮，时间2秒； 东、西方向红灯亮，南、北方向绿灯亮，南、北方向通车，时间30秒； 东、西方向红灯亮，南、北方向黄灯

2、闪烁，时间2秒； 返回1，继续运行。设计提示：黄灯闪烁可通过连续亮0.5秒和灭0.5秒实现；设计中的时钟信号可由555多谐振荡器及分频电路产生。实验内容及要求：设计满足要求的电路,并在Multisim中进行电路连接、仿真和调试。在实验报告中简要地说明实验原理，画出实验电路图，在实验报告相应位置附上实验中的仿真结果和波形。实验时间计划表主要任务计划学时数实际学时数完成情况提出方案12完成搭建电路35完成仿真完成报告34完成三、方案论证设计电路中，时钟信号由555多谐振荡器及分频电路产生，黄灯闪烁可通过连续亮0.5秒和灭0.5秒来实现，控制信号则由门电路产生，并在Multism中进行电路的连接、仿

3、真和调试。四、电路原理简介交通灯系统框图由脉冲发生器、定时器、控制器、译码器和信号灯组成。其中：脉冲发生器提供时钟脉冲信号，定时器则分为30s定时器和2s定时器，且在计数满时向控制器分别发送计时信号X、Y。当控制器收到X或Y信号时，控制器先产生状态信号S并传入定时器使其重置，然后控制译码器通过X或Y信号改变信号灯的颜色开关。信号皆为高电平有效。由题意可知有四个状态，分别设为：S0：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。东西方向通车。S1：东西方向黄灯闪烁，南北方向红灯亮。S2：东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，南北方向通车。S3：东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮。可得到下面交通控制灯的状态转移/输出表：

4、初态Q1Q0定时器信号输出末态Q1*Q0*状态转移输出SXY0000/10000010/1011010/10010010/111111100/11101110/1101100/10100100/11001采用D触发器输出，则得到转移方程：Q1*=Q1Q0Y+Q1Q0+Q1Q0Y Q0*=Q1Q0X+Q1Q0+Q1Q0X输出方程为：S=Q1Q0X+Q1Q0Y+Q1Q0X+Q1Q0Y若以E代表东西方向，S代表南北方向，R代表红灯，G代表绿灯，Y代表黄灯，00/01/11/10分别代表S0/S1/S2/S3,那么状态可化为：00：EG=1,SR=101：EY=1,SR=111：ER=1,SG=110

5、：ER=1,SY=1故可得下面状态表：状态/Q1Q0EGEYERSGSYSR00100001010100011100110010001010可得：,单元电路设计脉冲发生器电路脉冲发生器为555构成的多谐振荡器，发出频率为1HZ的脉冲信号，可作为定时器和控制器D触发器的触发源。定时器电路定时器实际上是由74XX92和74XX90构成的一个计数器电路，可分别计数绿灯的30S或黄灯的2S时间。其中，当三十进制计数器计数结束后，其进位信号X传递到控制器D0触发器作为初态。而当二进制计数器结束后，其进位信号Y传递到控制器D1触发器作为初态。控制器电路由状态输出方程和转移方程得，可利用两个D触发器及门电路

6、构成一个Mealy机，它的状态输出信号S反馈到定时器使其重置，而转移输出则使信号灯译码电路状态改变。信号灯译码电路由简单门电路构成，可根据控制器的输出Q1Q0从而改变信号灯开关情况，从而将数字信号译码为灯的亮灭。六、总电路图七、实验数据整理及结果分析图1为东西方向通车结果图：图1图2为南北方向通车结果图：图2八、实验中遇到的问题及解决办法1. 刚开始电阻选为55、47K时，时间非常快，后选择了15、68K后，才符合题意。2. 用10.0版本Multism设计时，由于电脑兼容性问题，未能得到准确结果，后使用12.0版本，最终得到了准确答案。九、实验结论运用数电知识与本学期电子技术试验所学到的55

7、5多谐振荡器及计数器构成方法，能够成功设计电路。同时由于555多谐振荡器和计数器电路可以产生任意周期及占空比的矩形波周期信号，所以根据输出与状态方程，可以由门电路构成简单译码电路实现信号灯的亮灭。附录资料：不需要的可以自行删除 工艺图形符号大全管道及附件图 形 符 号说明图 形 符 号说明管道：用于一张图内只有一种管道四通连接管道：用汉语拼音字头表示管道类别流向导管：用图例表示管道类别坡向交叉管：指管道交叉不连接，在下方和后面的管道应断开套管伸缩器三通连接波形伸缩器弧形伸缩器管道滑动支架方形伸缩器保温管也适用于防结露管防水套管多孔管软管拆除管可挠曲橡胶接头地沟管管道固定支架防护套管管道立管检查

8、口排水明沟清扫口排水暗沟通气帽弯折管表示管道向后弯90雨水斗弯折管表示管道向前弯90排水漏斗存水弯圆形地漏方型地漏阀门套筒自动冲洗箱挡墩管道的连接图 形 符 号说明图 形 符 号说明法兰连接活接头承插连接转动接头管堵管接头法兰堵盖弯管偏心异径管正三通异径管斜三通乙字管正四通喇叭口斜四通螺纹连接阀门图 形 符 号说 明图 形 符 号说明阀门用于一张图内只有一种阀门电动阀角阀液动阀三通阀气动阀四通阀减压阀闸阀旋塞阀截止阀底阀球阀消声止回阀隔膜阀碟阀温度调节阀弹簧安全阀压力调节阀平衡锤安全阀电磁阀自动排气阀止回阀浮球阀气开隔膜阀气闭隔膜阀延时自闭冲洗阀脚踏开关放水龙头疏水器皮带龙头室外消火栓洒水龙头

9、室内消火栓(单口)化验龙头室内消火栓(双口)肘式开关水泵接合器消防喷头(开式)消防报警阀消防喷头(闭式)卫生器具及水池图 形 符 号说 明图 形 符 号说明水盆水纸用于一张图只有一种水盆或水池立式洗脸盆洗脸盆浴盆化验盆、洗涤盆挂式小便器带蓖洗涤盆蹲式大便器盥洗槽坐式大便器污水池淋浴喷头妇女卫生盆矩形化粪池HC为化粪池代号立式小便器圆形化粪池除油池YC为除油池代号放气井沉淀池CC为沉淀池代号泄水井降温池JC为降温池代号水封井中和池ZC为中和池代号跌水井雨水口水表井本图例与流量计相同设备及仪表图 形 符 号说 明图 形 符 号说明泵用于一张图只有一种泵管道泵离心水泵热交换器真空泵水-水热交换器手摇

10、泵开水器定量泵喷射器磁水泵集气罐过滤器除污器上图:平面下图:立面水锤消除器暖风机浮球液位器温度计搅拌器水流指示器散热器上图:平面下图:立面压力表自动记录压力表自动记录流量计电接点压力表转子流量计流量计减压孔板暖通工程图形符号 HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-1.htm 线型 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-2.htm 风管及部件 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-3.htm 通风空调设备 | HYPERLINK /Quota/dejs/page/7-3-4.htm 阀门线型图 形 符 号说 明图 形

11、 符 号说明粗实线细虚线中实线细点划线细实线细双点划线粗虚线折断线中虚线波浪线风管及部件图 形 符 号说 明图 形 符 号说明风管送风管上图为可见剖面下图为不可见剖面排风管上图为可见剖面下图为不可见剖面风管测定孔异径管柔性接头中间部分也适用于软风管异形管(天圆地方)弯头带导流片弯头圆形三通消声弯头矩形三通风管检查孔伞形风帽筒形风帽百叶窗锥形风帽插板阀本图例也适用于斜插板送风口蝶阀回风口对开式多叶调节阀圆形散流器上图为剖面下图为平面光圈式启动调节阀方形散流器上图为剖面下图为平面风管止回阀防火阀电动对开多叶调节阀三通调节阀通风空调设备图 形 符 号说 明图 形 符 号说明通风空调设备左图适用于带传

12、动部分的设备,右图适用于不带传动部分的设备加湿器空气过滤器电加热器消声器减振器空气加热器离心式通风机空气冷却器轴流式通风机风机盘管喷嘴及喷雾排管风机流向:自三角形的底边至顶点挡水板压缩机喷雾式滤水器阀门图 形 符 号说 明图 形 符 号说明安全阀膨胀阀散热放风门手动排气阀散热器三通阀(二)管道工程图形符号 HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-1.htm 管道及附件| HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-2.htm 管道的连接 | HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-3.htm 阀门 | HYPERLINK /quot

13、a/dejs/page/7-2-4.htm 卫生器具及水池 | HYPERLINK /quota/dejs/page/7-2-5.htm 设备及仪表管道及附件图 形 符 号说 明图 形 符 号说明管道：用于一张图内只有一种管道四通连接管道：用汉语拼音字头表示管道类别流向导管：用图例表示管道类别坡向交叉管：指管道交叉不连接，在下方和后面的管道应断开套管伸缩器三通连接波形伸缩器弧形伸缩器管道滑动支架方形伸缩器保温管也适用于防结露管防水套管多孔管软管拆除管可挠曲橡胶接头地沟管管道固定支架防护套管管道立管检查口排水明沟清扫口排水暗沟通气帽弯折管表示管道向后弯90雨水斗弯折管表示管道向前弯90排水漏斗存

14、水弯圆形地漏方型地漏阀门套筒自动冲洗箱挡墩管道的连接图 形 符 号说 明图 形 符 号说明法兰连接活接头承插连接转动接头管堵管接头法兰堵盖弯管偏心异径管正三通异径管斜三通乙字管正四通喇叭口斜四通螺纹连接阀门图 形 符 号说 明图 形 符 号说明阀门用于一张图内只有一种阀门电动阀角阀液动阀三通阀气动阀四通阀减压阀闸阀旋塞阀截止阀底阀球阀消声止回阀隔膜阀碟阀温度调节阀弹簧安全阀压力调节阀平衡锤安全阀电磁阀自动排气阀止回阀浮球阀气开隔膜阀气闭隔膜阀延时自闭冲洗阀脚踏开关放水龙头疏水器皮带龙头室外消火栓洒水龙头室内消火栓(单口)化验龙头室内消火栓(双口)肘式开关水泵接合器消防喷头(开式)消防报警阀卫生

15、器具及水池图 形 符 号说 明图 形 符 号说明水盆水纸用于一张图只有一种水盆或水池立式洗脸盆洗脸盆浴盆化验盆、洗涤盆挂式小便器带蓖洗涤盆蹲式大便器盥洗槽坐式大便器污水池淋浴喷头妇女卫生盆矩形化粪池HC为化粪池代号立式小便器圆形化粪池除油池YC为除油池代号放气井沉淀池CC为沉淀池代号泄水井降温池JC为降温池代号水封井中和池ZC为中和池代号跌水井雨水口水表井设备及仪表图 形 符 号说 明图 形 符 号说明泵用于一张图只有一种泵管道泵离心水泵热交换器真空泵水-水热交换器手摇泵开水器定量泵喷射器磁水泵集气罐过滤器除污器上图:平面下图:立面水锤消除器暖风机浮球液位器温度计搅拌器水流指示器散热器上图:平面下图:立面压力表自动记录压力表自动记录流量计电接点压力表转子流量计流量计减压孔板电气符号线路敷设方法穿焊接钢管敷设：SC穿电线管敷设：MT（JDG、KBG）穿硬塑料管敷设：PC穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷设：FPC电缆桥架敷设：CT金属线槽敷设：MR塑料线槽敷设：PR用钢索敷设：M穿聚氯乙烯塑料波纹电线管敷设：KPC10、穿金属软管敷设：CP 11、穿水煤气管敷设：R