【文章內(nèi)容簡介】 5 秒，在這個時間周期內(nèi)支干道紅燈亮 50 秒；黃、綠燈亮后，主干道紅燈亮 30 秒，期間支干道綠燈亮 25 秒，黃燈亮 5 秒，循環(huán)往復。 因需要計數(shù)所以想到了 計數(shù)器，而且其需要倒秒來實現(xiàn)顯示，所以采用逆計數(shù)器；根據(jù)設計要求，要將計時進行顯示，所以要采用譯碼器以及顯示器，所以以上的部分已經(jīng)構(gòu)成了一個模塊兒，只要驅(qū)動計數(shù)器進行合理而有序的工作就可以實現(xiàn)交通燈的控制工作。 控制部分我采用的是 JK 觸發(fā)器，通過一個觸發(fā)另一個來實現(xiàn)控制，一個計數(shù)過程的結(jié)束意味著由 1 到 0 的轉(zhuǎn)變，而變化就意味著可以實現(xiàn)控制對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變即哪個計數(shù)器需要工作并實現(xiàn)顯示，同時哪個計數(shù)器需要停止工作。 主干道的綠燈、黃燈與支干道的紅燈同時亮，所以只需要先設計綠燈的觸發(fā)以及繼綠燈之后黃燈的觸發(fā)，再將紅 燈并入即可；黃燈結(jié)束后，繼而觸發(fā)支干道的綠燈及之后的黃燈，再將主干道的紅燈并入即可。并注意 4 個 JK 觸發(fā)器的脈沖循環(huán)連接以實現(xiàn)循環(huán)控制。 十字路口交通燈控制器 3 3 設計方框圖 秒 脈 沖 發(fā) 生器計 數(shù) 器控 制 器譯 碼 器主 干 道 信 號 燈支 干 道 信 號 燈行 人 通 道 信 號 燈黃 燈 提 醒 由秒脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生單位秒脈沖控制計數(shù)器，進行計數(shù)，在這過程中控制器控制哪個計數(shù)器進行工作，計數(shù)器反饋也控制控制器輔助進行控制，計數(shù)器輸出后進行譯碼，控制主干道與支干道的信號燈顯示，由控制器產(chǎn)生的觸發(fā)信號與主干道、支干道的信號燈配合 沈陽工程學院課程設計（論文） 4 各部分電路設計及參數(shù)計算 電路組成和功能簡介 十字路口交通信號燈控制電路由四部分組成： 、譯碼、顯示部分 3.分頻器部分 控制電路部分 U 1 1 AU 1 1 BU 1 7 A1J41Q15~1Q141K16~1CLR31CLK1~1PR2 U 1 8 A1J41Q15~1Q141K16~1CLR31CLK1~1PR2U 2 0 A1J41Q15~1Q141K16~1CLR31CLK1~1PR2R 3 0R 3 1 R 3 3U 1 4 BU 2 2 A1J41Q15~1Q141K16~1CLR31CLK1~1PR2U 1 2 BU 2 5 BR 5 5U 3 5 BU 1 9 AU 3 6 AV C CJ1R 2 9 如圖所示為本設計的控制部分，開關(guān)閉合，觸發(fā)第一個 JK 觸發(fā)器，開始工作， Q 端為高電平，該高電平與脈沖相與，與門特點為同時為 1 時輸出為 1，送入主干道綠燈的脈沖端，當 Q 端為 1 時才有脈沖注入，計數(shù)器進行工作，倒計數(shù)結(jié)束后，計數(shù)器 BO 輸出為低電平，控制第一個觸發(fā)器的清零端，觸發(fā)器 清零， Q 端輸出為低電平，綠燈的計數(shù)器停止計數(shù)，因為計數(shù)器的 load 預置端為低電平有效，其與 Q 端也相連，綠燈停在初始預置的數(shù)值。給第二個觸發(fā)器一個脈沖，第二個觸發(fā)器進行觸發(fā)， Q 端為高電平，同理，黃燈的計數(shù)器開始工作，計數(shù)結(jié)束后停止在預置的數(shù)值，將綠燈控制端與黃燈控制端相或，或門特點為只要有一端為 1，則輸出為 1，再與脈沖相與，輸入支干道的脈沖端，所以只要綠燈與黃燈有一端仍在工作時，紅燈就進行工作，黃燈與綠燈都停止工作時，紅燈停止工作。 控制主干道黃燈的 JK觸發(fā)器的 Q端與控制支干道綠燈的 JK觸發(fā)器的脈沖輸入端相連 ，主干道黃燈結(jié)束計數(shù)后， Q 端輸出一個脈沖，觸發(fā)下一個觸發(fā)器，同理第三個 JK 觸發(fā)器的 Q 端與脈沖相與控制支干道的綠燈的脈沖輸入端，從而控制計數(shù)器，控制支干道的綠燈十字路口交通燈控制器 5 的秒數(shù)，進而有支干道黃燈的計數(shù)，同時有主干道的紅燈的計數(shù)。 最后一個觸發(fā)器停止工作后，將其脈沖輸入第一個觸發(fā)器，進行循環(huán)觸發(fā)，循環(huán)計數(shù)。 實現(xiàn)了交通燈應有的燈的控制順序問題與循環(huán)控制的問題。 計數(shù)、譯碼、顯示部分 如上圖所示為計數(shù)、譯碼、顯示電路，計數(shù)器為 74LS192 逆計數(shù)器，通過上一部分控制回路控 制某一個計數(shù)器的 down 端的脈沖進入后進行工作，即進行計數(shù)操作，直接受其控制的為右端的計數(shù)器，右端計數(shù)器的 BO 端輸出接左端計數(shù)器的脈沖輸入端，即右端計數(shù)器減 10 個數(shù)觸發(fā)一次左端的計數(shù)器，左端的計數(shù)器減 1 個數(shù)， ABCD 為輸入端，預置端有效時（低電平有效）， ABCD 輸入，待脈沖輸入時，預置端恰也變?yōu)楦唠娖綍r，在此基礎上進行相減， BO 端平時輸出為 1，待其減為 0 時， BO 輸出為 0，來與下端的控制器配合。 在我的設計中，我采用的為 7448N 譯碼器，其為 4 線 8 線譯碼器，通過對計數(shù)器在各個脈沖時的計數(shù)作為譯碼器的輸入，輸出 直接給顯示器，顯示器為共陰極顯示器， CK 端接地。 沈陽工程學院課程設計（論文） 秒脈沖信號 R 3 2R 7 8C1C2V C CV C CU 3 77 4 L S 1 6 0 NQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2A15 5 5 _ V IR T U A LGND3DIS2OUT 4RST5VCC8THR6CON1TRI7R 7 9 上圖為秒脈沖信號發(fā)生器，電路中的振蕩器是由 555D 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，由于 555 內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。產(chǎn)生的頻率與電阻及電容的大小有關(guān)。工作原理：時間標準信號的頻率很高，要得到秒脈沖，需要分頻電路。若用振蕩器產(chǎn)生的振蕩頻率為 1000Hz，用 3 片74LS160 進行分頻后可得到 1Hz 的秒脈沖信號。加入到電路圖中各計數(shù)器的 CP端。如圖所示。但在本圖中只 是經(jīng)過一個計數(shù)器（ 74LS160N）進行了一次分頻，通過 11 腳輸出一定頻率的脈沖，頻率越高，計數(shù)速度越快。為了讓其速度加快，只是進行了一次分頻。 發(fā)揮部分 （ 1）行人的路燈并到控制回路的輸出端即可實現(xiàn)其與主干道或支干道信號燈的同時亮滅。 （ 2）將報警器與黃燈并到一起達到相應的電平即可實現(xiàn)黃燈亮時報警器響提醒路人注意。這里用到的是用 555 定時器組成的多諧振蕩器構(gòu)成的報警電路，這樣非常簡單，這個報警電路時由發(fā)聲電路、 555 多諧振蕩器組成，其工作如下：首先用一個555 定時器構(gòu)造一個多諧振蕩器，將輸 入信號接至多諧振蕩器 4 腳復位端，當高位脈沖信號經(jīng)過 “或 ”門傳到多諧振蕩器 555 電路時，會使其進入一個輸出高電位的暫穩(wěn)態(tài)，因為 555 定時器的 4 腳復位端為低有效。輸出的高電位信號使喇叭響起開始報警。 此外，本人還在報警輸出口多加個指示燈，以方便提醒。 十字路口交通燈控制器 7 參數(shù)計算 秒脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生的頻率的計算 欲使其發(fā)出的頻率為 1KHZ，其中電阻 1R =910? ， 2R =910? ，計算出電容 C 的值。 公式如下： ???????121121PH1212PL)CR+0. 7( R ln2)CR+(R=t ln2CR=t ( (a) ) f=PHPL1tt ? ?121 )2( CRR ? ( (b) ) 式中 PLt ? 電容放電 時間， s PHt ? 電容充電時間， s 由公式 ( (a) ) 和 ( (b) ) 可得 910PLtC? ? ? ( 910 910 )PH ? ? ? ? 再由 f=PHPH1tt ? ?121 )2( CRR ? 可算得電容 1C 的值為 。 這樣就可以使其發(fā)出的頻率為 1KHZ。 沈陽工程學院課程設計（論文） 5 工作過程分析 開關(guān)閉合，第一個 JK 觸發(fā)器觸發(fā)， Q 端產(chǎn)生高電平，高電平與脈沖通過與門相與，只有當其觸發(fā)時，脈沖才可以加入計數(shù)器進行計數(shù)。 由 555D 多諧振蕩器產(chǎn)生信號，并由 1 級計數(shù)器進行一次分頻，產(chǎn)生單位秒脈沖其產(chǎn)生的波形如圖所示。 個位計數(shù)器每進入一個脈沖進行一次計數(shù)，計 10 個數(shù)后， BO 輸出為 0，觸發(fā)十位的脈沖輸入端，十位計數(shù)器減計數(shù)一次，直到所預置的數(shù)值減到 0 時，十位的 BO 端輸出為 0，BO 端接至清 零端， Q 端變至 0，計數(shù)器停止計數(shù)，計數(shù)器的預置端低電位，恰好有效，保持預置的數(shù)不變，同時給下一個 JK 觸發(fā)器一個脈沖， JK 觸發(fā)器進行觸發(fā)，觸發(fā)下一個計數(shù)器進行工作。最后一個觸發(fā)器的 Q 端接至第一個的脈沖端，實現(xiàn)循環(huán)觸發(fā)。將示波器接至第一個觸發(fā)器的 Q 端，其產(chǎn)生的波形為如下形式 十字路口交通燈控制器 9 控制成功后，相應的計數(shù)器進行計數(shù)，計數(shù)器的另一端與譯碼器相連，負責計