交通灯得仿真与设计1.引言在城镇街道得十字交叉路口，为了保证交通秩序与行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮，表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路上未过停车线得车辆停止通行，已过停车线得车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯得状态转换,指挥各种车辆与行人安全通行,实现十字路口交通管理得自动化。交通信号灯得出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。因此，如何采用合适得方法,使交通信号灯得控制与交通疏导有机结合，最大限度缓解主干道与匝道、城区同周边地区得交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理与城市规划部门亟待解决得主要问题。以下就一简单得交通灯控制系统得原理、设计与仿真等问题进行讨论.２．设计任务与要求２、1设计任务1、设计一个十字路口得交通灯控制电路，要求甲车道与乙车道两条交叉道路上得车辆交替运行,每次通行时间都设为2５秒;2、要求黄灯先亮５秒，才能变换运行车道;3、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次4、每路口均有时间显示（两位ＬED)2、2设计要求:１、画出总体设计框图,以说明交通灯由哪些相对独立得功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向与频率变化。并以文字对原理作辅助说明。2、设计各个功能模块得电路图、真值表（或状态转换图)并加上原理说明.3、有条件时选择合适得元器件,在面包上接线验证、调试各个功能模块得电路，在接线验证时设计、选择合适得输入信号与输出方式,在充分电路正确性同时,输入信号与输出方式要便于电路得测试与故障排除。4、设计整个电路得电路图，加上原理说明.有条件时对整个电路得元器件与布线进行合理布局,并进行整个交通灯电路得接线调试。3．交通灯控制电路得设计方案3、1总体方案设计根据功能要求,交通灯控制系统应主要由秒脉冲信号发生器、倒计时计数器电路与信号灯转换器组成,原理图如图1所示.秒脉冲信号发生器就是该系统中倒计时计数电路与黄灯闪烁控制电路得标准时钟信号源。倒计时计数器输出两组驱动信号Ｔ5与Ｔ0，分别为黄灯闪烁与变换为红灯得控制信号，这两个信号灯转换器控制信号灯工作。倒计时计数电路就是系统得主要部分，由它控制信号灯转换器得工作.东西方向GYRＴ5信号灯转换器倒计时计数器秒脉冲发生器ﻩT０南北方向GYR图1交通灯控制系统原理框图３、2单元电路设计３。２。１信号灯转换器信号灯状态与车道运行状态如下：•Ｓ０:东西方向车道得绿灯亮，车道通行;南北方向车道得红灯亮，车道禁止通行；•S１:东西方向车道得黄灯亮,车道缓行；南北方向车道得红灯亮，车道禁止通行;•S2：东西方向车道得红灯亮,车道禁止通行;南北方向车道得绿灯亮,车道通行；•Ｓ3:东西方向车道得红灯亮，车道禁止通行;南北方向车道得黄灯亮，车道缓行。用以下６个符号来分别代表东西(Ａ）、南北（Ｂ）方向上各灯得状态；•GA＝１：东西方向车道绿灯亮；•ＹA=1:东西方向车道黄灯亮；•ＲA=1：东西方向车道红灯亮;•GB=1:南北方向车道绿灯亮；•ＹB=1：南北方向车道黄灯亮;•RB=1:南北方向车道红灯亮。实现信号灯得转换有多种方法，现采用比较典型得两种方法来进行设计，比较其优劣后可以找到一种较简单、更实用得电路来实现信号灯得转换工作。选用JK触发器较为简便，设编码状态为S0=0０，S1＝０1,S2＝1１,Ｓ3=１0，其输出为Q1、Q0,则其与信号灯关系如表1所示.表1状态编码与信号灯关系表现态次态输出Ｑ1nＱ0ｎQ1n+1Q0n+１ＧAYＡRＡＧBYBRB００01１0000101１1010001１11０00１10０100０001０１0由表1可以得出信号灯状态得逻辑表达式：GA＝EQ\*jc0＼＊＂Fｏnt：宋体"\*hｐｓ12\ｏ\ad（\s＼uｐ１1(_＿),Q)１nEQ＼*jc０\＊”Ｆｏnt:宋体＂\＊ｈps12＼ｏ\ad（\s\uｐ11（＿＿）,Q)0nYA=EQ\*jc0＼*＂Ｆoｎｔ：宋体”\＊hｐｓ1２＼ｏ\ａd（\s\up1１（__），Q）１nQ0nＲA=Ｑ1nGＢ=Q1nQ0nＹB＝Q1nＥＱ\＊ｊc0\＊＂Ｆonｔ：宋体”＼*hｐｓ12\o\ａｄ（\ｓ\up１1（_＿)，Ｑ）0ｎRB=EQ\*jc0\*”Font：宋体＂\*ｈpｓ1２\o\ad（＼s\ｕp11(__)，Q）１n图2ＪK触发器构成得信号转换器JK触发器得输出状态就是与J输入端得状态相同得,同时分析表1,触发器0得现态与触发器1得次态相同,触发器1得现态与触发器0得次态相反,因此可以将触发器0得输出端Ｑ、