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基于mulitism交通灯管理系统学院：电子信息工程学院班级：姓名：学号：指导老师：摘要：阐述了mulitism10软件的特点和功能，并以交通灯管理控制器为例，给出了运用软件mulitism10和单片机开发环境keil c51进行单片机仿真的方法。
关键词：mulitism 10；keil c51；单片机仿真；交通灯管理控制器；0、引言单片机因其价格，性能方面的优势，已广泛应用于社会各个领域。
所以学习单片机的应用极其重要。
然而单片机实验箱的硬件固定，功能单一，价格昂贵，不适于普通学生的学习。
而mulitism 10的出现就较好的解决了这些问题。
它与keil c51结合起来搭建单片机应用系统，可以提供虚拟的硬件仿真。
1、mulitism 10介绍mulitism 10软件是美国国家仪器推出的电子电路仿真软件，是目前最新版本。
它在原有基础上更新或改进了某些功能。
（1）提升了mulitism的易用性。
操作界面简洁友好，用户点击鼠标就可以完成元件的选择，拖动，连线以及查看仿真结果。
（2）增加了电路元件库。
扩充了mcu模块，提供了包裹Intel，Atmel 8051/8052和Microchip PIC16F84a和单片机系统的仿真。
若没有用户想要的元件，可以利用VHDL,Verilog HDL 或SPICE增添新元件。
（3）加强了对于汇编和c语言的支持，增加了反汇编功能，以及调试功能，包括设置断点，单步执行，查看存储器，改写内存等。
（4）提供了为SPICE和MCU的综合仿真环境，设计者可以在设计流程中对电路设计进行验证，使设计更加简洁。
（5）增加部分3D实物元件和面包板，便于教学使用，给学生更直观的感觉。
2、交通灯管理控制器设计（一）设计要求设计一交通管理控制器。
要求等的亮灭情况如下表所示。
Pb_no为特殊功能按钮，此键按下时，表示全部让行。
（二）设计思路运用单片机定时器0定时，在SWITCH语句中判断并显示此时灯的亮灭情况。
![基于Multisim14.0的信号交通灯[精品文档]](https://img.taocdn.com/s1/m/88d3fc3b763231126edb1154.png)
HUBEI NORMAL UNIVERSITY
电工电子实验报告
课程名称电路系统仿真实验
选题名称交通信号灯自动控制系统选题性质综合设计
姓名学号张煜29 张子豪33
班级名称1406
所在院系物理与电子科学学院报告时间2017.5
目录
引言.....................................................
第一章绪论 (3)
1.1研究背景 (3)
1.2研究目的及意义 (3)
第二章设计任务与要求 (4)
2.1 交通灯功能要求 (4)
2.2 规范要求 (4)
第三章设计方案及控制电路结构框图 (4)
3.1设计方案 (4)
3.2控制电路结构框图 (5)
第四章各单元电路的设计方案及原理说明 (6)
4.1状态控制及状态译码电路 (6)
4.2 倒计时显示控制电路 (7)
4.3 整体主电路 (9)
第五章调试过程及结果分析 (9)
5.1 调试过程 (9)
5.2遇到问题及解决方法 (10)
5.3 调试结果 (11)
第六章总结与体会 (11)
参考文献 (12)。
一、设计任务要求交通灯控制器：用于十字路口的交通灯控制器.实验要求：1．东西方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红，黄,绿的持续时间分别为25s，5s,20s。
2．当有紧急情况（如消防车)时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态,正常工作。
3．组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间.二、设计思路及总体结构框图设计思路：1．硬件:由设计任务要求可知，总体输入电路有：（1）在开始计时之前的等待状态，复位键reset接低电位,接通电源后,首先要将它接高电位，表示计时开始。
(2)当按一下（on_off)键，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止，当再次按下（on_off)键时，控制器恢复原来状态，正常工作。
输出电路:(1）由于东西和南北方向都要显示时间,因此需要4个数码管,这样在设计中就需要四条输出线choose4，用来选通指定一个LED七段显示数码管。
（2)显示器的每一位都采用LED七段显示数码管进行显示,每一个LED七段显示数码管都要有七条输出线控制,一共使用4个七段数码管,故输出电路使用四个七位输出信号:showtime1，showtime2,showtime3,showtime4。
（3）东西和南北方向都有交通灯亮的情况，故输出电路中要有两个状态控制信号state1,state2分别控制东西和南北的灯，每个方向上有4个灯（增加了左、右转弯显示控制功能），所以state1,state2的类型应该是4位数组型的。
reset7/2．软件:(1)在VHDL设计描述中，采用自顶向下的设计思路，该思路,首先要描述顶层的接口,上面的描述已经规定了交通灯控制的输入输出信号:输入信号：复位开关信号reset；紧急情况控制信号on_off;外部时钟信号clk。
输出信号:LED七段显示数码管的选通信号choose4(3 downto 0）;LED 七段显示数码管的输出信号showtime1(6 downto 0）,showntime2(6 downto 0)，showtime3（6 downto 0)，showtome4（6 downto 0)；交通灯状态控制信号state1（3 downto 0),state2(3 downto 0)。
本科实验报告实验名称：交通灯控制系统的设计与实现一、实验名称：交通灯控制系统的设计与实现二、实验目的：运用Multisim仿真软件和所学知识，设计并实现简单的数字系统。
三、实验原理1. 利用门电路组合逻辑实现译码功能（两输入，六输出（四种状态））2. 利用74LS161N元件分别组成16秒长计时和5秒短计时器3. 利用门电路组合逻辑实现多路选择器功能四、实验环境Ｍultisim 10仿真软件平台五、设计思路和基本原理1.设计思路：（１）用AR 、AY、AG、BR、BY、BG分别代表甲干道的红、黄、绿灯以及乙干道的红、黄、绿灯，根据实验要求，AR 、AY、AG、BR、BY、BG的真值情况如下表：A R A Y A GB R B G B G0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 01 0 0 0 0 1 11表格 1该过程可以抽象为四个过程，因而选取两个状态变量S 0、S 1;对四种状态进行进行编码得到表格２的结果：表格 ２写出逻辑表达式并用卡诺图化简表达式得到：表格 3根据表格３的函数表连接译码器子电路。
如下图所示：S 0S 1A RA YA GB RB GB G0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 111A R = S 0B R = S 0’ A Y = S 0’S 1 B Y = S 0S 1’ A G = S 0’S 1’B G = S 0S 1图片１（２）S0、S1为状态变量，因此下一步的关键就是分析时序逻辑，利用时序逻辑产生一个S0、S1的四个状态不断循环的时序电路，得到状态循环：根据上面的状态图得到状态表：分析状态可知，这是一个两位的时序电路，因此确定需要选用两个触发器来完成电路的实现，确定选用JK触发器来完成电路的设计，查阅JK触发器的状态转换表，对比现态和次态的关系进而得到JK触发器的卡诺图，进而得到：J0 = S1K= S1’J1 = S’K1= S故可以得到实验设计的时序逻辑部分电路图：图片４（３）根据实验要求，以S0、S1表示状态，存在如下循环：现在状态时间（s）次态00 16 0101 5 1111 16 1010 5 0000 16 01故关键是设计一个二选一的选择器对１６秒计数器和５秒计数器选择脉冲，用Ｔ表示选择的脉冲来源，Ｔ＝０表示选择１６秒一次上升沿，Ｔ＝１表示选择５秒一次上升沿，得到表格６：表格 ６因而可以得到二选一选择器的电路图：（４）接下来设计秒短计时和16秒长计时器，用到芯片为74LS161，实现技术功能，其中5秒短计时要在计数为5，也就是输出为0101时实现进位输出和自动清零功能，同理16秒长计时要在计数为16，也就是输出为1111是实现进位输出和自动清零功能。
0.引言Multisim 具有丰富的仿真分析能力并且以Windows 为基础的EDA 仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
通过Multisim 可以交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
它是EDA 仿真设计系统的一个重要组成部分。
EDA 代表了当今电子设计技术的最新发展方向，其基本特征是设计人员以计算机为工具，按照自顶向下的设计方法。
随着EDA 技术的发展，可以利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验。
目前，在这类仿真软件中，“虚拟电子实验台”—————Multisim 较为优秀，其应用逐步得到推广。
这种新型的虚拟电子实验技术软件，在创建实验电路时，元器件、测试仪器均可直接从屏幕图形中选取，且仪器的设置、使用和数据读取方法以及外观都与现实中的仪表非常相似。
实际工作中可以利用此软件实现计算机仿真设计与虚拟实验，并且设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；仿真时可方便地对电路参数进行测试和分析，可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图，并且在实验中不消耗实际上的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，从而降低了实验成本低，加快了实验速度，提高了实验效率高。
基于上述优点，我们利用虚拟实验室中的虚拟仪器来组织完成交通灯控制电路的仿真设计。
1.交通灯控制器原理假设有个十字路口，分别有A 、B 两条交叉的道路，交通灯的控制方式为：A 街道先出现在绿灯（3S ）、黄灯（1S ）时，B 街道为红灯（4S ）；而A 街道为红灯（4S ）时，B 街道出现绿灯（3S ）、黄灯（1S ）；如此循环。
交通灯控制的一个循环为8S ，而采用一片同步十进制计数74LS160来完成时间控制，相当于模8的计数器。
2.电路设计2.1真值表假设A 、B 街道的绿、黄、红灯分别用GA 、YA 、RA 和GB 、YB 、RB 表示，交通灯控制电路的真值表如表1所示：表1交通灯控制电路逻辑真值表2.2设计模8计数器2.2.174LS160简介74LS160是同步10进制计数器，其管脚排列如图1所示：其中A 、B 、C 、D 为预置数输入端，LOAD 为预置数控制端，CLR 为异步清零端，ENP 和ENT 为计数器允许端，CLK 为上长沿触发时钟端，RCO 为输出的进位信号，QA 、QB 、QC 、QD 为十进制输出端。
一、设计任务与要求
1．设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求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．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。
十进制可逆计数器74LS192引脚图管脚及功能表
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如
下所示：
图5-4 74LS192的引脚排列及逻辑符号
（a）引脚排列(b) 逻辑符号
图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如下：
表5-2 74LS192的功能表。
mul交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握交通灯的基本原理和功能；2. 学生能够描述交通灯系统的组成部分，包括红绿灯、人行横道灯等；3. 学生能够运用基本的电路知识，解释交通灯的工作原理。
技能目标：1. 学生能够设计并搭建一个简易的mul交通灯模型，展示其运作过程；2. 学生能够运用所学知识，分析并解决交通灯在实际应用中出现的问题；3. 学生能够通过小组合作，提高沟通协作能力和团队意识。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到交通灯在交通安全中的重要作用，增强遵守交通规则的意识；2. 学生在学习过程中，培养对科学技术的兴趣和探索精神；3. 学生能够关注生活中的交通问题，提高社会责任感。
课程性质：本课程为小学四年级科学课程，旨在通过实践操作，让学生掌握交通灯的基本知识，并培养其动手能力。
学生特点：四年级学生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但注意力容易分散，需要教师引导。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，鼓励学生参与讨论和动手操作，培养其创新思维和解决问题的能力。
同时，注重培养学生的情感态度价值观，使其在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材第四章《光与影》的相关内容，制定以下教学大纲：1. 交通灯的基本原理- 交通灯的作用和重要性- 红绿灯、人行横道灯的组成及其功能2. 交通灯的电路原理- 基本电路元件：电源、开关、导线、灯泡- 电路图的识别与绘制- 交通灯电路的工作原理3. 简易交通灯模型制作- 模型设计：选用合适的材料，如纸板、LED灯、电池等- 动手操作：学生分组进行模型搭建，体验团队合作- 模型展示：展示各组作品，讲解交通灯的工作原理4. 交通灯在实际应用中的问题分析- 探讨交通灯在交叉路口的应用- 分析交通灯故障原因及解决方法5. 交通规则与安全意识- 学习遵守交通规则的重要性- 培养学生安全过马路的良好习惯教学内容安排和进度：第一课时：交通灯的基本原理与功能第二课时：交通灯电路原理与电路图绘制第三课时：简易交通灯模型制作与展示第四课时：交通灯在实际应用中的问题分析第五课时：交通规则与安全意识教育三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师以生动的语言，结合教材内容，为学生讲解交通灯的基本原理、电路原理以及在实际应用中的问题分析，帮助学生建立知识框架。
一、概述现代社会的进步和发展推动了交通的快速发展，道路交通的安全已经是生活中最重要的问题之一了，如何采用合理的控制方法最大限度的解决交通压力缓解交叉路口的交通拥堵状况已是不可避免的要解决的问题了。
这就给我们的道路交通带来了混乱，特别是十字路口的交通管理问题。
其中，十字路口的交通灯控制系统的工作过程如下:（1）东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮。
表示东西方向上的车辆允许通行，而南北方向上的车辆禁止通行。
红灯亮足规定的时间隔40s控制器发出状态信号，转到下一工作状态。
（2）东西方向黄灯每秒闪烁一次，南北方向红灯亮。
表示东西方向上的车辆缓行，南北方向禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔5s时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。
（3）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮。
表示东西方向禁止通行，南北方向上的车辆允许通行，红灯亮足规定的时间间隔40s时，控制器发出状态转换信号，转到下一工作状态。
（4）东西方向红灯亮，南北方向黄灯每秒闪烁一次。
表示东西方向禁止通行，南北方向上的车辆缓行。
黄灯闪亮足规定的时间间隔5s时，控制器发出状态转换信号，系统又转换到第（1）种工作状态。
设计技术指标如下：1.要求东西方向和南北方向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45秒。
2.在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；3.黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。
4.东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）本次实验就是要用数字电路设计一个交通信号控制系统，来实现十字路口的自动交通控制。
二、方案论证经过仔细思考设计了如下方案：：所设计的交通灯控制系统主要三部分组成：秒脉冲信号发生器（555定时器）作为控制倒计时计数电路和黄灯闪烁控制电路的时钟信号源；倒计时计数器（74L190N计数器）用来输出驱动红灯、黄灯、绿灯变换工作状态的信号；信号灯转换器（74L163计数器）通过门电路连接LED灯来表示东西方向和南北方向的交通灯信号状态，其中S0,S1,S2,S3,S4表示控制器状态的工作状态，G1,Y1,R1,G2,Y2,R2表示东西方向和南北方向信号灯状态，其中设计的原理框图如图1所示：图1 交通灯信号控制器原理框图控制器的工作状态如表1所示:表1 控制器工作状态及其功能控制器状态 信号灯状态 车道运行状态S0（00） S1（01） S2（10） S3（11）东西绿，南北红 东西黄，南北红 东西红，南北绿 东西红，南北黄东西方向通行，南北方向禁止通行 东西方向缓行，南北方向禁止通行 东西方向禁止通行，南北方向通行 东西方向禁止通行，南北方向缓行三、电路设计1.直流稳压电源电路220V 电源经过降压，整流，滤波后变成直流电，在经过三端稳压源降压到5V ，电路图如图2所示。
湖北民族学院信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim的交通信号灯的设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：0312406学号：031240610学生姓名：崔亮指导教师：杨庆2015年1月8日2015 年 1 月8 日摘要由于电子技术的飞速发展，集成电路和电子系统的复杂程度大概是6年提高10倍，因此电子系统的复杂程度也在相应提高。
简单的手工设计方法已无法满足现代电子系统设计的要求。
因此许多软件公司纷纷研制采用自上而下设计方法的计算机辅助设计系统。
在20世纪70年代中叶有了基于手工布局布线的第一代ECAD工具（计算机辅助设计），1981—1982年出现了基于原理设计仿真的第二代EDA系统（电子自动化）。
EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础发展起来的计算机设计软件系统。
与早期的CAD软件比较，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
到1987—1988年又推出了基于RTL（寄存器传输语言）的设计、仿真、逻辑综合的第三代EDA技术。
时至今日，又是十多年过去了，电子系统的复杂程度又提高了10多倍。
从事电子产品设计、开发等工作的人员，经常要求对所有设计的电路进行实物模拟和调试。
其目的的一方面是为了验证所设计的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳值。
加拿大Interactive Image Tecnologie 公司推出的EWB （Electrical Workbench）软件可以将不同类型的电路组成混合电路进行仿真，界面直观，操作方便等特点，创建电路、选用原件和测试仪器均可以图形方式直观完成。
该软件有较为详细的电路分析手段，如电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析，以及离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏分析和电路容差分析等共计十四种电路分析方法。
目录1 引言 (1)2 交通信号灯控制电路的概述 (2)3 单元模块 (4)3.1 电源模块 (4)3.2秒脉冲发生模块 (4)3.3计数模块 (6)3.4 逻辑电路模块 (7)3.5 分频器模块 (9)4 数字电子钟电路的仿真与调试 (11)4.1仿真软件简介 (11)4.2交通信号灯控制电路的仿真 (11)4.3交通信号灯控制电路的实现 (13)4.4调试方法 (13)4.5调试中出现的问题、原因分析及解决方法 (14)5总结 (15)参考文献 (17)附录 (19)1 引言随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。
因此，自80年代后期以来，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。
而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。
所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分．由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这种技术制造出来的产品也越来越先进，交通信号灯控制电路就是其中之一。
交通信号灯控制电路的应用十分广泛，通过各种组合逻辑电路的组合和秒脉冲的激励，可以很清晰地将信号灯的亮灭情况反映出来，便于人们的观察，以及解决交通问题。
它具有亮灭准时精确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。
它广泛用于大中小各个城市中人口聚集的地方。
交通信号灯控制电路的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。
其中，绝大部分是数字电路部分：逻辑门电路、计数器，触发器，555定时器等的基本原理。
交通信号灯控制电路的设计与制作不仅加深了对数字电路的了解，而且由于交通信号灯控制电路包括组合逻辑电路和时序电路，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，为数字电路的制作提供思路。
本系统采用小规模集成电路构成交通信号灯控制电路的硬件电路，由555定时器构成的多谐振荡器作为秒脉冲产生电路，经过双D触发器构成的T’触发器作为4分频器电路，利用74LS164构成十二进制扭环形计数器，来控制组合逻辑电路实现其逻辑功能。
最后用电路仿真软件绘制出交通信号灯控制电路的完整电路图。
对数字电路的学习起到了良好的辅助作用。
自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。
尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段。
2 交通信号灯控制电路的概述较通信号灯控制电路的逻辑框图如图2-1所示。
它由555集成芯片构成的多谐振荡电路、双D触发器构成的分频器、十二进制扭环形计数器、直流稳压电源构成部分以及组合逻辑电路组成。
555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为4秒脉冲，4秒脉冲送入计数器，来控制红黄绿灯的工作状态及工作时间。
可通过观察亮灯的情况形成有序的交通。
其整体电路框图如图2-1所示。
图2-1 整体电路框图该系统的工作原理是：信号灯黑天工作，即开关闭合时，计数器被置零，不工作，A、B输入为低电平，使红灯、绿灯不工作。
当555多谐振荡器产生的秒脉冲为高电平时，黄灯亮，为低电平时，黄灯灭。
产生黄灯闪烁的现象。
信号灯白天工作，即开关断开时，计数器正常工作，由直流稳压电源为其提供5V直流电压，555定时器形成的多谐振荡器为其提供秒脉冲， A、B输入为高电平，通过与、或、非门组成的组合逻辑电路决定亮灯的情况，使其某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
在该方向为绿灯和黄灯点亮期间，另一方向红灯点亮。
其中信号灯白天点亮流程图如图2-2所示：图2-2 信号指示灯白天点亮流程图3 单元模块3.1 电源模块电源电路如图所示，直流稳压电源包括变压器降压、二极管（或整流桥）整流、电容滤波、集成稳压芯片稳压四部分。
电源电压采用直流5V，通过变压器将市电220V降压到交流9V，在通过整流桥整流滤波和稳压块7805得到直流5V电压。
直流稳压电源的任务是为整体电路提供直流电源。
故稳压电源电路的输出电压值和输出电流值应满足整体电路的需要。
在变压器次级交流电压u2为正半周时，即A为正B为负时，二极管D2、D3导通，D1、D4截止。
电流流经的路径是：从A点出发，经二极管D2、负载，在经D3回到B点。
若忽略二极管的正向压降，可以认为R2上的电压u0≈u2。
当u2为负半周，即A为负B为正时，二极管D1、D4导通，D2、D3截止。
电流的通路是从B点出发，经D4、负载R2回到A点。
若忽略二极管的正向压降u0≈-u2。
从图上看出，无论u2的正、负半周如何变换，流经R2的电流方向始终不变，即由C→D 。
四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。
在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流。
因为这种整流属于全波整流类型。
3.2秒脉冲发生模块秒脉冲产生电路实际就是一个多谐振荡电路，它可以是用门电路和电阻、电容组成的多谐振荡电路，也可以是用定时器555和电阻、电容组成的多谐振荡器。
LU1图3-1 直流稳压电源电路图基本RS 触发器、双极型三极管T 和输出缓冲器组成，其外部有八个引脚，第8脚为电源端，第1脚为接地端，第3脚为输出端，第4脚为直接复位端，第5脚为控制电压输入端，第6脚为复位控制端，第2脚为置位控制端，第7脚为放电端。
如图3-2所示CB555的电路结构图，3-3所示555定时器引脚图。
为了电路简单和调节振荡周期方便，采用555定时器组成多谐振荡器。
双极型555定时器由电阻分压器、比较器、图3-3 555定时器引脚图U2LM555CMG N D1D I S7O U T3R S T4V C C8T H R6C O N5T R I2555振荡周期与频率的计算公式为：T=()2221CIn R R + =0.7()C R R 212+ 电源电压Vcc=+5V ，其中电路图中C2的作用是防止电磁干扰对振荡电路的影响，一般选用0.01μF 的瓷片电容。
在此课程设计中要求输出T=1S ，选取电容为C 1=1μF，R 1 =560Ω，根据振荡周期计算，选择电阻R 1 =560Ω。
当元件选取完3.374LS164是用8位串行输入并行输出的移位寄存器组成的扭环形十二进制计数器。
数据通过两个输入端（A 或 B ）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。
两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。
它具有异步清零、置数、计数、保持等功能，图3-5为其引脚排列和逻辑符号，逻辑功能见表3-1。
U174LS164DQ A 3Q B 4Q C 5Q D 6A 1B2~C L R 9C L K8Q E 10Q F 11Q G 12Q H1374LS164图3-5 74LS164引脚排列和逻辑符号o图3-5 74LS164的逻辑功能表输入输出清零时钟串入R D′CP AB Q A Q B Q C Q D Q E Q F Q G Q H L ×××L L L L L L L LH L ××Q AO Q BO Q CO Q DO Q EO Q FO Q GO Q HOH ↑HH H Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GNH ↑L×L Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GNH ↑×L L Q AN Q BN Q CN Q DN Q EN Q FN Q GN用74LS164组成的十二进制扭环型计数器电路，其中秒脉冲经4分频后得到4秒脉冲，将其作为十二进制计数器的CP脉冲。
其电路图和功能表如下所示。
逻辑控制电路是本设计的核心电路，由它控制交通信号灯按要求方式点亮(一般经驱动电路去控制信号灯)。
根据白天信号灯的点亮要求，将时序逻辑电路的输出作为组合逻辑电路的输入，而组合逻辑电路的输出给信号灯的驱动电路。
夜晚工作方式也需要组合逻辑电路的功能以及秒脉冲通过与门实现。
控制电路的特点：从点亮要求可以看出，有些输出是并行的：如南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮时，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮时，东西方向黄灯亮。
因此采用组合逻辑设计。
组合逻辑电路：将十二进制计数器作为组合逻辑电路的输入，而组合逻辑电路的输出去驱动东西和南北两个方向的信号灯的点亮。
组合逻辑电路的原理图如图3-6所示。
组合逻辑电路的真值表如表3-2所示。
计数器输出南北信号东西信号Q A Q B Q C Q D Q E Q F NSG NSY NSR EWG EWY EWR0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 1 00 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 11 0 00 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 11 0 01 0 01 0 01 0 01 0 00 1 00 0 1表3-2组合逻辑电路的真值表3.5 分频器模块所用的扭环形十二进制计数器的时间单位为4秒，即它的CP 脉冲为4秒。
为了使整体电路工作步调一致，4秒脉冲应该利用秒脉冲经分频获得，这就需要设计一个4分频器电路。
秒脉冲经4分频后得到4秒脉冲，将其作为十二进制计数器的CP 脉冲。
本次课程设计使用两个D 触发器（74LS74）组成4分频器电路。
使555多谐振荡器与分频器共同为逻辑电路提供4S 脉冲。
如表3-3为D 触发器功能表，图3-7为两个D 触发器组成的四分频器。
CP D Q n+1 0 X Q n 1 0 0 11174LS74内含两个独立的D 上升沿双D 触发器，每个触发器有数据输入（D ）、置位输入（）复位输入（）、时钟输入（CP ）和数据输出（Q 、Q ’）。
