電子技術(shù)交通燈控制電路設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-19 18:05本頁面
【正文】 2 單元電路設(shè)計(jì)與分析 秒脈沖發(fā)生器 常見的能產(chǎn)生秒脈沖的器件有晶體振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器都可以直接產(chǎn)生 1Hz的脈沖。而多諧振蕩器 則不需要輸入波形，直接選取合適的電阻和電容，接上 5V的電源，就可以直接產(chǎn)生 1Hz 的脈沖。 用多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖的電路圖 及其工作波形 如圖 2所示。 主控制器模塊和信號燈模塊 主控制器由移位寄存器 74LS194 構(gòu)成，主要控制信號燈顯示和提供計(jì)數(shù)器的置數(shù)。 交通燈按這四種狀態(tài)依次循環(huán)工作，要實(shí)現(xiàn)這一功能可以用觸發(fā)器構(gòu)成時序電路、譯碼器和移位寄存器。 四個狀態(tài)用二線 四線譯碼器 也 可實(shí)現(xiàn) 。 74LS194 的功 能表如表 1 所示。 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。 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 10 圖中 cp 為 555 多諧振蕩器產(chǎn)生的 秒脈沖， cp1 為倒計(jì)時計(jì)數(shù)器歸零時產(chǎn)生的脈沖。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。 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 。 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。 倒計(jì)時計(jì)數(shù)器模塊 構(gòu)成倒計(jì)時計(jì)數(shù)器的芯片有 74LS190、 74LS191 和 74LS193 等。由于本設(shè)計(jì)需要的是十進(jìn)制倒計(jì)時計(jì)數(shù)器，故 74LS190 成為我們的首選 。設(shè)計(jì)中只需要在每個倒計(jì)時結(jié)束的時候 （ 即倒計(jì)時 為0） 產(chǎn)生一個脈沖來控制計(jì)數(shù)器的置數(shù) 。 74LS190 芯片 如圖 5 所示。 圖 5 74LS190 芯片圖 74LS190 的功能表如表 2 所示。 ⑵ 計(jì)數(shù)功能：取 CT=0， LD=1。 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(jì)數(shù)功能。 74LS190 為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以四個需要置的數(shù)分別為： 高位： QD QC QB QA 低位： QD QC QB QA 45 ： 0 1 0 0 0 1 0 1 5 ： 0 0 0 0 0 1 0 1 25 ： 0 0 1 0 0 1 0 1 5 ： 0 0 0 0 0 1 0 1 由 此可見，高位的 QD、 QA 和低位的 QD、 QC、 QB、 QA 六列數(shù)在完全相同，所以這六位只需要預(yù)先置入固定的數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。 倒計(jì)時計(jì)數(shù)器模塊的電路 如圖 6所示。加減控制端接高電平，可構(gòu)成減計(jì)數(shù)器。 74LS194 的置數(shù)端 LOAD 為低電平有效，又因?yàn)槠渲脭?shù)端由移位寄存器所控制，移位寄存器的移位脈沖是由 Q 所產(chǎn)生，設(shè)計(jì)中需要移位和置數(shù)同時進(jìn)行，因此需將計(jì)數(shù)器的歸零脈沖接到計(jì)數(shù)器的置數(shù)控制端LOAD 和移 位寄存器的移位脈沖上。打開電源前，使計(jì)數(shù)器為置數(shù)功能。計(jì)數(shù)器歸零時會產(chǎn)生一個歸零脈沖，控制計(jì)數(shù)器重新置數(shù)，置數(shù)后再倒計(jì)時計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)置數(shù)并倒計(jì)時的功能。數(shù)碼管有兩種 ， 7段顯示 數(shù)碼管和集成 7段顯示數(shù)碼管， 7段顯示的有七個輸入端，分別對應(yīng)數(shù)碼管發(fā)光的 7段，需用 7447 驅(qū)動；而集成 7 段顯示數(shù)碼管是將 7447 集成到數(shù)碼管內(nèi)部，輸入端只有 四個，分別與計(jì)數(shù)器的四個輸出端對應(yīng)相連即可。 U 2 77 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD11~RCO13MAX/MIN12CLK14U 2 87 4 L S 1 9 0 NA15B1C10D9~U/D5QA3QB2QC6QD7~CTEN4~LOAD
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