基于Multisim与逻辑门电路的交通灯检测电路设计

吕萌 李丹（鹤壁汽车工程职业学院）

摘要：Multisim 是一款稳定性强，操作简单的电子设计软件。本文利用该软件，与若干门电路，来设计一个检测交通灯是否正常工作的简易检测电路。通过实验仿真，说明利用Multisim 软件可以设计出这种检测电路。

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关键词 ：门电路Multisim 交通灯检测

1 Multisim 软件简介

Multisim 作为一款专门的软件，主要用于电子线路的仿真与设计，为Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim 是一个完整的集成化设计环境。Multisim 计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决计算机因配置低端而不能解决实际工作这一现实问题。用户可以将理论知识用计算机进行仿真，同时可以用虚拟仪器技术创造出真正的仪表。

2 交通灯检测电路设计

2.1 逻辑转换器

Multisim 对EWB 的元器件库进行了扩充，主要包括基本元件、半导体器件、运算放大器、DAC、ADC 及其他各种部件，并且通过元件编辑器，用户可以自行创建、修改所需的元件模型，通过网站或其代理商进一步获得元件模型的扩充，以及更新服务等。本文利用逻辑转换器进行逻辑分析，最终将分析好的真值表转换成逻辑表达式。利用逻辑转换器，可以大幅度地减少设计人员的工作量，并且可以任意调整逻辑值，如图1。

打开逻辑转换器之后，激活A、B、C 三个按钮，点击之后，逻辑转换器自动把二进制的0-7 显示出来，按照交通灯检测电路的设计思想，将输出部分调整到合适的逻辑，如图2 所示。

设计好真值表之后，点击右侧菜单里面的第三个选项，逻辑转换器会根据设计好的真值表自动填充逻辑表达式，如图3 所示。

同样的，也可以选择右侧的第四个选项，这个选项是根据真值表自动生成化简后的逻辑表达式，也可以设计出交通灯检测电路。本文采用自动生成最简化的逻辑表达式的办法。

2.2 电路设计与仿真

Multisim 的分析手段比较完备，除了EWB 提供的直流工作点分析、交流分析等分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析等，使得一般电子电路的分析设计要求，在一定程度上都能够得到满足。Multisim 的仿真能力同样非常强大，对于Multisim 来说，一方面可以对电路、数字电路的仿真进行模拟，另一方面可以对数模混合仿真进行模拟，尤其是可以模拟射频(RF)电路。如果仿真失败，在这种情况下，会显示相应的出错信息，同时提示出错的原因，并且可以随时储存、打印仿真结果。

本文除了使用门电路外，采用三个单刀双掷开关，用来表示交通灯的红、黄、绿三种颜色是否正常工作，本文设定逻辑“0”为三种颜色正常工作，逻辑“1”为三种颜色异常工作；显示部分使用一枚发出蓝光的灯泡，当交通灯的三种颜色出现异常工作时，灯泡发光；反之，如果灯泡不亮，表示正常工作；使用+12V 的供电电源用来驱动输入端。

所设计电路图如图4。

3 总结

通过对Multisim 软件若干门电路进行仿真实验，该电路能顺利地实现交通灯的检测功能，在日常工作中可以利用该电路实现十字路口位置功能较复杂的交通灯检测。

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参考文献：

[1]孟凤果.电子测量技术（第2 版）[M].机械工业出版社，2012.1.

[2]阎石.数字电子技术基础（第5 版）[M].高等教育出版社，2006.5.

[3]刘海燕，甄树义，黄家栋，崔海波，宋卓彦.基于Multisim 的三相电路仿真分析[J].现代电子技术，2005.

作者简介：吕萌（1985-），男，硕士研究生，助教，工作于鹤壁汽车工程职业学院，研究方向院电子技术产品研发。