0 前言

MulTIsim 10是一款著名的EDA仿真软件。最新版本由加拿大IIT与该公司于2007年推出。在Windows环境下，MulTIsim 10软件拥有完整的集成设计环境，将原理图的创建、电路测试分析、结果的图形显示集成到同一个电路中窗户。在实际电路搭建之前，采用MulTIsim 10仿真软件进行虚拟测试，可以实现实验方法和实验手段现代化，扩大实验容量，使实验内容更加完整，提高实验效率，并节省大量成本。实验资源。 MulTIsim 10软件进行设计仿真分析的基本步骤为：设计并创建仿真电路原理图→设置电路图选项→使用仿真仪器→设置仿真分析方法→启动Multisim 10仿真。

下面介绍以Muitisiml0为平台的十字路口交通管制系统的设计过程。

1 系统概述

在城镇街道的十字路口，为保证交通秩序和行人安全，设有 一般是红色一套每条道路上都有 、 、 、 黄色和绿色交通灯。图1是一个典型十字路口的平面示意图：有两条主路和两条支路，每条路有一组红、黄、绿红绿灯。主路和支路的车辆交替行驶，主路车辆较多。因此，主干道的通行时间较长，而主干道上的车辆较少，因此主干道的通行时间较短。主路运行时，主路绿灯亮，主路红灯亮60s；主路运行时，主路绿灯亮，主路红灯亮30s。每次绿灯变红时，黄灯闪烁 3 秒（频率 5 Hz）。此时，另一个路口的红灯保持不变。基于上述规则设计的交通控制器控制路口红、黄、绿两组红绿灯的状态转换，可以轻松实现对各种车辆和行人的指挥，实现路口交通管理的自动化。路口。

2 交通控制器电路设计与仿真

交通控制器电路按功能分为三个单元电路：振荡电路、计数器及译码显示电路、主控电路和信号灯译码驱动。

2.1 振荡电路

振荡电路输出频率分别为1Hz和5Hz、幅度为5V的时钟脉冲。为了提高精度，设计系统采用555定时器设计一个输出频率为100Hz的多谐振荡器，然后通过100分频（100进制计数器）得到1Hz的时钟脉冲，得到5 Hz 除以 20 时钟脉冲的频率。

2.1.1 由555个定时器组成的100 Hz多谐振荡器

555定时器是一种多用途模拟和数字集成电路，已应用于波形发生和转换、控制和检测、家用电器和电子玩具等许多领域。 555定时器功能多样，应用广泛。只要外接几个阻容元件，就可以组成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器等电路。

由555定时器组成的100Hz多谐振荡器的电路图如图2所示。该电路由一块555芯片、两个电阻和两个电容组成。电容C通过电阻充放电产生振荡，从而输出矩形脉冲。

2.1.2 由74LS192组成的100和20分频器

计数器是用于实现计数功能的计时元件。它不仅可以用来计数脉冲，还可以用作数字系统的定时、分频和数字运算等特定逻辑功能。它广泛应用于电路设计中。 74LSl92是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟十进制可逆计数器，具有异步并行置位功能、保持功能和清零功能。 CLR为清零端，LOAD为置位控制端。可用两片74LSl92组成第二分贝分频器，将100Hz矩形波除以100得到1Hz时钟脉冲，经20分频得到5Hz时钟脉冲。 100分频和20分频电路如图3所示。

右边74LS119的输出QA是分频20得到的5Hz时钟脉冲，输出QD是分频100得到的1Hz时钟脉冲。

2.2 74LSl92组成的计数器及译码显示电路

计数器电路具有60秒倒计时（计数范围为60到1的递减计数器）、30秒倒计时（计数范围为30到1的递减计数器）和3秒计数功能。这三种计数的实现主要由两个十进制计数器74LSl92芯片组成，然后通过主控电路实现转换，最后各个方向的倒计时共用一组译码显示数码管进行显示。由74LSl92构成的计数器电路图如图4所示：左边一块74LSl92芯片是计数器的个位，右边的一块74LSl92芯片是计数器的十位。管显示。其中，74LS192芯片的CLK作为个位数，接有1Hz的时钟脉冲。

2.3 主控电路及信号灯解码驱动

主控电路和信号灯译码驱动由各种门电路和T触发器组成，可实现定时电路的转换和各个方向信号灯的控制。主控电路和信号灯解码驱动电路如图5所示。图5中的红灯1、黄灯1、绿灯1是主路的三个交通信号灯，红灯2、黄灯2、绿灯2是支路的三个交通信号灯。图4中的两个74LSl92的8个输出端接一个或门，连接到LD设定端，以判断倒计时器是设定还是计数。

工作开始时LD为O，计数器预置。此时，T触发器的初始状态Q=0，因此预设数为30s。设置完成后，LD变为1，计数器从30s开始倒计时，T触发器状态翻转Q=1，主路红灯1、支路绿灯2亮。当计数器计数到“03”秒时，图4中十位计数器的QD2、QC2、QB2、QA2用或非门与一位计数器的QD1、QC1相连，使信号亮开关，绿灯2熄灭，黄灯2在这3秒内以5Hz的频率闪烁，红灯1保持不变。当倒计时减至“00”时，LD 再次变为 0，计数器预置 60 秒，然后再次倒计时，以此类推。

2.4 仿真结果

将上述单元电路组合起来，即可得到交通控制灯的整体电路。点击Multisim 10软件的“Simulate/Run”按钮或直接按“F5”键即可模拟交通灯控制电路。该电路的倒计时显示为前30s。主路绿灯2亮，主路车辆可自由通行；主路红灯亮，主路车辆禁止通行。时间指示器从预设的 30 秒每秒从 1 减少到 30。支路绿灯2变为黄灯2，黄灯每0.2s闪烁一次（频率为5Hz），其他灯保持不变。当数字减到1时，1秒后显示变为预设60秒，支路黄灯2转为红灯2，支路禁止通行，红灯1主干道转换为绿灯1，主干道车辆可自由通行，依此类推。

3 结论

利用Multisim 10对各单元电路及路口整体电路进行设计和仿真 交通灯控制器，只需点击鼠标即可方便快捷地搭建电路，修改电路也方便快捷。电路设计仿真完成后，构建实际电路，从而降低成本，大大提高教学和专业设计的效率。