这里写目录标题

  • 交通灯设计(Multisim仿真+PCB实物)
  • 一、展示仿真图、PCB原理图、实物焊接及测试图
  • 1、仿真图
  • 2、PCB原理图
  • 3、PCB3D图
  • 4、功能实现图
  • 5、数字交通灯视频
  • 二、设计过程
  • 三、实物制作及测试
  • 总结


交通灯设计(Multisim仿真+PCB实物)

一、展示仿真图、PCB原理图、实物焊接及测试图

注:本设计资源可在微信公众号:“Kevin的学习站” 中获取!如有问题,可以加我QQ:643470489一起交流哦!

1、仿真图

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_python模拟交通信号灯

2、PCB原理图

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_控制系统_02

3、PCB3D图

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_python模拟交通信号灯_03

4、功能实现图

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_04

5、数字交通灯视频


课设—数字交通灯


二、设计过程

1、设计要求

本次实验要做一个交通信号灯控制系统。要求
(1)甲车道和乙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25秒。
(2)每次绿灯变红灯前,黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。
(3)黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次。
(4)十字路口有数字显示灯亮时间,要求灯亮时间以秒为单位作减计数。

2、方案选择与确定

方案一:使用单片机完成

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_05

该方案使用单片机进行控制,所有的计时、显示逻辑、控制逻辑都由软件代码完成。优点是精度高,电路简洁,实现难度低且可以随时修改。缺点是成本较高

方案二、使用逻辑器件完成

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_原理图_06

该方案使用逻辑电路元件进行控制,计时通过秒脉冲发生器和计数器完成,数字显示使用译码器和七段数码管,信号灯显示逻辑使用数值比较器以及逻辑门。该方案优点是成本低。缺点是电路连线复杂,需要用到许多器件,且不可二次修改。经过权衡考虑后,本次设计采用方案二。

3、画出交通灯控制系统的ASM图(算法状态机)

·一般十字路口的交通信号灯控制系统的工作状态及其功能如下表:

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_python模拟交通信号灯_07

控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见,把灯的代号和灯的驱动信号合二为一,并作如下规定:

AG=1:甲车道绿灯亮;BG=1:乙车道绿灯亮;

AY=1:甲车道黄灯亮;BY=1:乙车道黄灯亮;

AR=1:甲车道红灯亮;BR=1:乙车道红灯亮。

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_08

四、单元电路设计

(1)、秒脉冲发生器设计

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_控制系统_09


采用555做多谐振荡器充电时间为T1,放电时间为T2.一个周期为T1+T2,参数计算如下:

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_控制系统_10


(2)定时器+控制器设计

交通灯亮的状态有四种:

1,甲车道红灯亮,乙车道绿灯亮(25s) (S1)

2,甲车道红灯亮,乙车道黄灯亮(5s) (S2)

3,乙车道红灯亮,甲车道绿灯亮(25s) (S3)

4,乙车道红灯亮,甲车道黄灯亮(5s) (S4)

然后继续循环往复

所以显示器的主要功能是不断的倒数计数25秒和5秒。

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_pcb设计制作_11


经过讨论,我们决定使用双D触发器,采用同步时序提供脉冲。因为不断计数的25秒和5秒的个位数是相同的,也就是说改变十位数的置位方式就可以了,个位数的置位直接给一个高电平就可以了,可以用一个与非门来实现,当绿灯所属的状态在闪且在计时时,可以在置数端提供0,当计数完产生置位信号,置数为0,进入黄灯所属状态,所以可以将两个绿灯输出接入与非门。

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_控制系统_12


(3)译码器部分设计

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_原理图_13

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_pcb设计制作_14


(4)完整电路仿真

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_15

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_16

三、实物制作及测试

1、打板

可以使用嘉立创进行PCB加工

下载嘉立创下单助手

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_17


点击PCB订单管理

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_原理图_18


再上传PCB文件,这里一定要注意的是上传的是PCB的那个压缩文件,不是整个工程文件

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_置位_19


此设计唯一美中不足的地方就是板长超过了10cm,有12.3cm,因此需要40元的加工费,有能力的小伙伴可以在原来的基础上进行修改,我当时由于时间比较急,就没有考虑这么多原因。

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_pcb设计制作_20

python模拟交通信号灯 交通信号灯仿真设计_控制系统_21


然后填地址,下单即可,嘉立创一般是三天到货。

焊接的时候要注意我电阻使用的是0603的贴片电阻,焊接的时候也要注意芯片要插对地方才上电,一定要依据电路图从头到尾检查一遍后再上电!

总结

写此文档的目的是为了记录一下交通灯的设计过程,当时也遇到了许多的问题,所以希望此文档能够帮助到你,也希望不是简单的copy,不然就违背的开源的初心!