邵陽學(xué)院電子技術(shù)交通燈控制電路設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-16 09:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 器。本設(shè)計只需進(jìn)行四個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，用觸發(fā)器構(gòu)成的時序電路太復(fù)雜，而且不好實現(xiàn)。四個狀態(tài)用二線 四線譯碼器也可實現(xiàn)。但是如果用移位寄存器 74LS194，則只需要在一個 cp 脈沖就可以實現(xiàn)四個狀態(tài)之間順利轉(zhuǎn)換，而且在后面的倒計時預(yù)置數(shù)模塊中，也能巧妙地運(yùn)用寄存器的移位功能，可以說寄存器的靈活運(yùn)用是本設(shè)計的最大亮點(diǎn)之一。 74LS194 的功能表如表 1 所示。由 表 1 可知， 74LS194 主要邏輯功能有： ① 同步置數(shù)功能：當(dāng) RD、 S S0 都接高電平時，來一個 CP 上升沿，就將 D C B A四個數(shù)分別置入 QD QC QB QA 中。 ② 移位功能：當(dāng) RD =1， S1 +S0=1，且 S1 S0 =0，來一個 CP 上升沿就移一位。 用移位寄存器 74LS194 構(gòu)成的信號燈模塊電路圖如圖 3所示。 U 2 47 4 L S 1 9 4 NA3B4C5D6SL7QA 15QB 14QC 13QD 12SR2~CLR1S09S110CLK11G1 2 . 5 VY1 2 . 5 VR1 2 . 5 VG2 2 . 5 VY2 2 . 5 VR2 2 . 5 VU 2 6 A7 4 L S 3 2 NU 2 6 B7 4 L S 3 2 N6 21V C C5V53J1K e y = S p a c e7J2K e y = S p a c e 8V C C04c p 1cp 圖 3 用 74LS194 構(gòu)成的信號燈模塊電路圖 RD S1 S0 DSL DSR CP D C B A QD QC QB QA 說明 0 x x x x x 1 1 1 x x ↑ 1 1 0 DSL x ↑ 1 0 1 x DSR ↑ 1 0 0 x x ↑ x x x x D C B A x x x x x x x x x x x x 0 0 0 0 D C B A QA QD QC QB QC QB QA QD QD QC QB QA 清零 并行輸入 左移 右移 保持 6 圖中 cp 為 555 多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖， cp1 為倒計時計數(shù)器歸零時產(chǎn)生的脈沖。QD與 SR相連，打開電源前，先將 J1 置于 cp檔， J2 置于 VCC 檔，移位寄存器準(zhǔn)備置數(shù)。當(dāng)來一個 cp 上升沿時，就能夠?qū)㈩A(yù)先設(shè)置好的數(shù) A B C D 置入 QA QB QC QD 中。由于 A接了高電平，則 QA 也為高電平，此時主干道綠燈和支干道紅燈亮。然后將開關(guān) J1 和 J2都置于各自的另一檔，即 J1 接 cp1， J2 接地，構(gòu)成右移移位寄存器，當(dāng) cp1來一個上升沿時寄存器右移一次。寄存器的四個狀態(tài)如圖 4 所示。 每個狀態(tài)中只有為高電平的那一組信號燈亮，即第一個狀態(tài)時主干道綠燈 G1 和支干道紅燈 R2亮；第二個狀態(tài)時主干道黃燈 Y1 和支干道紅燈 R2亮；第三個狀態(tài)時主干道紅燈 R1 和支干道綠燈 G2亮； 圖 4 寄存器四個狀態(tài)圖 第四個狀態(tài)時主干道紅燈 R1 和支干道黃燈 Y2亮。在 cp1 的作用下依次循環(huán)進(jìn)行上 面的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)信號燈的功能。 倒計時計數(shù)器模塊 構(gòu)成倒計時計數(shù)器的芯片有 74LS190、 74LS191 和 74LS193 等。 74LS190 為單時鐘十進(jìn)制可逆計數(shù)器， 74LS191 為單時鐘四位二進(jìn)制可逆計數(shù)器， 74LS193 為雙時鐘四位二進(jìn)制可逆計數(shù)器。由于本設(shè)計需要的是十進(jìn)制倒計時計數(shù)器，故 74LS190 成為我們的首選。由設(shè)計要求可知，需要構(gòu)成 45s、 25s 和 5s 的倒計時計數(shù)器，而本設(shè)計的三個倒計時是一次顯示的，每個倒計時模塊時間沒有沖突，則只需要一個兩位數(shù)的倒計時計數(shù)器就可以實現(xiàn)，因此可以用兩片 74LS190 級聯(lián)。設(shè)計中只需要在每個倒計時結(jié)束的時候（即倒計時為0）產(chǎn)生一個脈沖來控制計數(shù)器的置數(shù)。由于本設(shè)計需要的 是 45s、 25s 和兩個 5s總共四個倒計時，對于這一點(diǎn)，本設(shè)計是通過移位寄存器來實現(xiàn)的，所以說移位寄存器的運(yùn)用是本設(shè)計的一大亮點(diǎn)。 74LS190 芯片如圖 5 所示。 LD 為異步置數(shù)端， CT 為控制端， A B C D 為并行置數(shù)輸入端， QA QB QC QD 為輸出端，U/D 為加 /減計數(shù)方式控制端， RCO 為進(jìn)位 /借位端， CLK 為時鐘輸入端。 圖 5 74LS190 芯片圖 74LS190 的功能表如表 2 所示。 U17 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14 7 表 2 74LS190 功能表 由 由 表我們可以看出， 74LS190 的主要邏輯功能有： ⑴ 異步置數(shù)功能：當(dāng) LD=0 時，與 CP 無關(guān)，直接并行輸入數(shù)據(jù) D C B A， QD QB QC QA=D C B A。 ⑵ 計數(shù)功能：取 CT=0， LD=1。 當(dāng) U/D=0 時，對應(yīng) CP脈沖的上升沿，進(jìn)行十進(jìn)制加計數(shù)功能。 當(dāng) U/D=1 時，對應(yīng) CP脈沖的上升沿，進(jìn)行十進(jìn)制減計數(shù)功能。 ⑶ 保持功能：當(dāng) CT=LD=1 時，計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變。 74LS190 為十進(jìn)制計數(shù)器，所以四個需要置的數(shù)分別為： 高位
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