《数字电子电路》 课程设计:十字路口红绿灯自动控制系统(下)(multisim仿真及PCB实现)

书接上篇,本片笔者将进行multisim仿真和AD20的PCB实现


五、仿真及结果

1、单元电路仿真结果

脉冲信号发生器:

《数字电子电路》 课程设计:十字路口红绿灯自动控制系统(下)(multisim仿真及PCB实现)_第1张图片《数字电子电路》 课程设计:十字路口红绿灯自动控制系统(下)(multisim仿真及PCB实现)_第2张图片

将NE555独立测试,周期为998.17ms,近似为1s,满足设计指标。

倒计时计数器:

先将25进制倒计时计数器搭好,仿真验证其功能正常,如下图所示

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2、整体仿真结果

 主干道红灯亮,支干道绿灯亮,倒计时25秒。

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 主干道红灯亮,支干道黄灯闪烁,倒计时5秒

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 主干道绿灯亮,支干道红灯亮,倒计时25秒

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 主干道黄灯闪烁,支干道红灯亮,倒计时5秒

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六、PCB实现 

1、AD20原理图:

仿照已经仿真成功的multisim原理图绘制了AD20原理图(笔者不会使用ultiboard,在multisim上也没有对应的封装库,所以就老老实实的用AD20已有的库绘制了原理图)

原理图如下:

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 在检查之后又重新绘制了PCB,并想出来用四组LED拼凑一个十字路口红绿灯的想法,并实现了出来,如下图所示:

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 PCB到校之后,我们进行了焊接测试,效果如下:

 

 

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(实际上是与原先的设计目标不相符的,时序恰好相反了,但是AD20的原理图是在multisim上仿真成功之后绘制的,一摸一样,理论上应该跟仿真结果一样才对) 

 七、电路性能指标测试结果

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虽然没有最终找出问题的来源,但是第二版PCB相比于第一版来说,红绿灯控制逻辑正常、倒计时计数正常,只是两者没有对应,这个问题有待进一步改进。

综上所述,通过实物验证,构成电路的五个模块:由NE555构成的多谐振荡器、由74LS190构成的倒计时电路、由74LS48构成的数码管驱动及现实电路、由74LS74构成的状态控制器、由逻辑门构成的红黄绿灯控制逻辑都是正常工作的,只是倒计时置数电路有一个未知的问题,导致了黄灯闪烁25秒、红绿灯常量5秒,与设计不符。

附录:元器件清单

元器件名称

规格、用途

数量

金属膜电阻

200Ω 脚距3mm,直径1.5mm

9

金属膜电阻

43kΩ 脚距6mm,直径1.5mm

1

金属膜电阻

50kΩ 脚距6mm,直径1.5mm

1

发光二极管 红色

红灯灯显示

4

发光二极管 绿色

绿灯灯显示

4

发光二极管 黄色

黄灯灯显示

4

发光二极管 蓝色

电源灯显示

1

低压电源接口

供电 3.5*1.3 DC-005

1

1位0.56寸共阴数码管

0.56IN-1-A

2

自锁开关

电源开关 KFT DIP-7X7

1

74LS48

数码管译码电路 DIP-16

2

74LS08

两输入与门 DIP14_MH

1

74LS10

三输入与门 DIP14_MH

1

74LS04

非门 DIP14_MH

1

74S86D

异或门 DIP14_MH

1

74S74

双D触发器 DIP14_MH

1

74LS190

十进制可逆计数器DIP16_MH

2

NE555 

时基芯片DIP8_MH

1

直插式电解电容

10uF 充放电

1

无极性瓷片电容

100nF 充放电

1

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