信號燈驅(qū)動顯示電路的設計

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。