袁麗麗+盧孝文+王勝
摘要:信號燈控制方式很多,本設計主要采用555與數(shù)字芯片的計數(shù)來控制紅綠燈和數(shù)碼管時間顯示,從而達到控制交通的目的。正常情況下,實現(xiàn)信號燈定時控制,根據(jù)定時時間進行兩個方向的切換。信號燈交通通行的順序是直行,左轉(zhuǎn),停止,再直行,并且一個方向直行和左轉(zhuǎn)時,另一方向禁止通行,要求直行時綠燈亮,停止時紅燈亮,左轉(zhuǎn)時黃燈亮,信號燈在紅、綠、黃交替點亮中,用數(shù)碼管進行顯示燈亮持續(xù)的時間,使數(shù)碼管倒計時與燈的狀態(tài)保持同步。
關(guān)鍵詞:計數(shù)器;信號燈;預置數(shù)
中圖分類號:U491.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)01-0131-02
計數(shù)是一種最簡單和最基本的運算,在各種數(shù)字電路中,往往要對脈沖的個數(shù)進行計數(shù),以實現(xiàn)測量、運算與控制功能。本文中通行的順序先直行,此時綠燈亮;再左轉(zhuǎn),黃燈亮;然后停止時紅燈亮。信號燈紅燈亮時,顯示30s計數(shù)器的時間;綠燈亮時,顯示25s計數(shù)器的時間;黃燈亮時,顯示5s的計數(shù)器的時間。
1 原理框圖
信號燈顯示與時間顯示是同步的,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 時間計數(shù)器的設計
74LS192具有預置數(shù)的功能的集成計數(shù)器,在其計數(shù)過程中,可以將它輸出的任何一個狀態(tài)通過譯碼,產(chǎn)生一個預置控制信號反饋至預置控制端,在下一個CP脈沖作用后,就會把數(shù)據(jù)輸入端的狀態(tài)置入計數(shù)器。預置控制信號消失后,計數(shù)器就從被置入的狀態(tài)開始重新計數(shù)。本設計采用兩片74LS192實現(xiàn)信號燈的時間控制,分別實現(xiàn)高位與低位的計數(shù)。同時兩片74LS192之間又相互預置數(shù),高位計數(shù)器的借位端信號控制低位計數(shù)器的預置端LOAD端,從而實現(xiàn)任意模制的計數(shù)。
電路連接方式如圖2所示。
電路通電后,紅燈亮,低位預置數(shù)為0,高位預置數(shù)為3;30S后,紅燈滅,綠燈亮,高位數(shù)計數(shù)到0,其借位端為低電平信號,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。一個周期結(jié)束之后,又進入下一個循環(huán),紅燈亮。
3 仿真分析
倒計數(shù)從9至0,其中9至4的情況需要置數(shù)端低電平置入預置數(shù)。低位芯片的置數(shù)端低電平信號可由另一片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間借位端輸出為0,該信號為低位數(shù)值進行置數(shù),之后借位端變?yōu)?,因此第一片芯片(低位數(shù)值控制芯片)不會被一直置數(shù)。
從9開始倒計時借位端的信號如圖3所示。
計時結(jié)束時借位端信號如圖4所示。
從9減為0時,借位端由1變?yōu)?。而高位端倒計時結(jié)束時恰好是燈光信號發(fā)生轉(zhuǎn)變的時候,低位數(shù)字此時要重新置入新的數(shù)值,正好可以利用這個信號對低位芯片置數(shù)。
4 結(jié)語
仿真結(jié)果驗證本次采用高位74LS192的借位端與低位74LS192的預置數(shù)段相連,可以實現(xiàn)兩位的任意模制的減計數(shù)。此設計可以應用在信號燈的控制上,且燈光與時間同步。