信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)

袁麗麗+盧孝文+王勝

摘要：信號(hào)燈控制方式很多，本設(shè)計(jì)主要采用555與數(shù)字芯片的計(jì)數(shù)來(lái)控制紅綠燈和數(shù)碼管時(shí)間顯示，從而達(dá)到控制交通的目的。正常情況下，實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈定時(shí)控制，根據(jù)定時(shí)時(shí)間進(jìn)行兩個(gè)方向的切換。信號(hào)燈交通通行的順序是直行，左轉(zhuǎn)，停止，再直行，并且一個(gè)方向直行和左轉(zhuǎn)時(shí)，另一方向禁止通行，要求直行時(shí)綠燈亮，停止時(shí)紅燈亮，左轉(zhuǎn)時(shí)黃燈亮，信號(hào)燈在紅、綠、黃交替點(diǎn)亮中，用數(shù)碼管進(jìn)行顯示燈亮持續(xù)的時(shí)間，使數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)與燈的狀態(tài)保持同步。

關(guān)鍵詞：計(jì)數(shù)器；信號(hào)燈；預(yù)置數(shù)

中圖分類號(hào)：U491.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）01-0131-02

計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單和最基本的運(yùn)算，在各種數(shù)字電路中，往往要對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、運(yùn)算與控制功能。本文中通行的順序先直行，此時(shí)綠燈亮；再左轉(zhuǎn)，黃燈亮；然后停止時(shí)紅燈亮。信號(hào)燈紅燈亮?xí)r，顯示30s計(jì)數(shù)器的時(shí)間；綠燈亮?xí)r，顯示25s計(jì)數(shù)器的時(shí)間；黃燈亮?xí)r，顯示5s的計(jì)數(shù)器的時(shí)間。

1 原理框圖

信號(hào)燈顯示與時(shí)間顯示是同步的，紅燈亮30s，綠燈亮25s，黃燈亮5s，系統(tǒng)原理總框圖如圖1所示。

2 時(shí)間計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

74LS192具有預(yù)置數(shù)的功能的集成計(jì)數(shù)器，在其計(jì)數(shù)過程中，可以將它輸出的任何一個(gè)狀態(tài)通過譯碼，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)置控制信號(hào)反饋至預(yù)置控制端，在下一個(gè)CP脈沖作用后，就會(huì)把數(shù)據(jù)輸入端的狀態(tài)置入計(jì)數(shù)器。預(yù)置控制信號(hào)消失后，計(jì)數(shù)器就從被置入的狀態(tài)開始重新計(jì)數(shù)。本設(shè)計(jì)采用兩片74LS192實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的時(shí)間控制，分別實(shí)現(xiàn)高位與低位的計(jì)數(shù)。同時(shí)兩片74LS192之間又相互預(yù)置數(shù)，高位計(jì)數(shù)器的借位端信號(hào)控制低位計(jì)數(shù)器的預(yù)置端LOAD端，從而實(shí)現(xiàn)任意模制的計(jì)數(shù)。

電路連接方式如圖2所示。

電路通電后，紅燈亮，低位預(yù)置數(shù)為0，高位預(yù)置數(shù)為3；30S后，紅燈滅，綠燈亮，高位數(shù)計(jì)數(shù)到0，其借位端為低電平信號(hào)，低位置入5，高位置2；25S后，綠燈滅，黃燈亮，低位置0，高位置5。一個(gè)周期結(jié)束之后，又進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，紅燈亮。

3 仿真分析

倒計(jì)數(shù)從9至0，其中9至4的情況需要置數(shù)端低電平置入預(yù)置數(shù)。低位芯片的置數(shù)端低電平信號(hào)可由另一片74LS192芯片（高位）的借位端控制。由74LS192的借位端初始波形可以看到通電后有短暫的時(shí)間借位端輸出為0，該信號(hào)為低位數(shù)值進(jìn)行置數(shù)，之后借位端變?yōu)?，因此第一片芯片（低位數(shù)值控制芯片）不會(huì)被一直置數(shù)。

從9開始倒計(jì)時(shí)借位端的信號(hào)如圖3所示。

計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)借位端信號(hào)如圖4所示。

從9減為0時(shí)，借位端由1變?yōu)?。而高位端倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)恰好是燈光信號(hào)發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)候，低位數(shù)字此時(shí)要重新置入新的數(shù)值，正好可以利用這個(gè)信號(hào)對(duì)低位芯片置數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

仿真結(jié)果驗(yàn)證本次采用高位74LS192的借位端與低位74LS192的預(yù)置數(shù)段相連，可以實(shí)現(xiàn)兩位的任意模制的減計(jì)數(shù)。此設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在信號(hào)燈的控制上，且燈光與時(shí)間同步。