信号灯驱动显示电路的设计

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摘要：信号灯控制方式很多，本设计主要采用555与数字芯片的计数来控制红绿灯和数码管时间显示，从而达到控制交通的目的。正常情况下，实现信号灯定时控制，根据定时时间进行两个方向的切换。信号灯交通通行的顺序是直行，左转，停止，再直行，并且一个方向直行和左转时，另一方向禁止通行，要求直行时绿灯亮，停止时红灯亮，左转时黄灯亮，信号灯在红、绿、黄交替点亮中，用数码管进行显示灯亮持续的时间，使数码管倒计时与灯的状态保持同步。

关键词：计数器；信号灯；预置数

中图分类号：U491.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0131-02

计数是一种最简单和最基本的运算，在各种数字电路中，往往要对脉冲的个数进行计数，以实现测量、运算与控制功能。本文中通行的顺序先直行，此时绿灯亮；再左转，黄灯亮；然后停止时红灯亮。信号灯红灯亮时，显示30s计数器的时间；绿灯亮时，显示25s计数器的时间；黄灯亮时，显示5s的计数器的时间。

1 原理框图

信号灯显示与时间显示是同步的，红灯亮30s，绿灯亮25s，黄灯亮5s，系统原理总框图如图1所示。

2 时间计数器的设计

74LS192具有预置数的功能的集成计数器，在其计数过程中，可以将它输出的任何一个状态通过译码，产生一个预置控制信号反馈至预置控制端，在下一个CP脉冲作用后，就会把数据输入端的状态置入计数器。预置控制信号消失后，计数器就从被置入的状态开始重新计数。本设计采用两片74LS192实现信号灯的时间控制，分别实现高位与低位的计数。同时两片74LS192之间又相互预置数，高位计数器的借位端信号控制低位计数器的预置端LOAD端，从而实现任意模制的计数。

路连接方式如图2所示。

电路通电后，红灯亮，低位预置数为0，高位预置数为3；30S后，红灯灭，绿灯亮，高位数计数到0，其借位端为低电平信号，低位置入5，高位置2；25S后，绿灯灭，黄灯亮，低位置0，高位置5。一个周期结束之后，又进入下一个循环，红灯亮。

3 仿真分析

倒计数从9至0，其中9至4的情况需要置数端低电平置入预置数。低位芯片的置数端低电平信号可由另一片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电后有短暂的时间借位端输出为0，该信号为低位数值进行置数，之后借位端变为1，因此第一片芯片（低位数值控制芯片）不会被一直置数。

从9开始倒计时借位端的信号如图3所示。

计时结束时借位端信号如图4所示。

从9减为0时，借位端由1变为0。而高位端倒计时结束时恰好是灯光信号发生转变的时候，低位数字此时要重新置入新的数值，正好可以利用这个信号对低位芯片置数。

4 结语

仿真结果验证本次采用高位74LS192的借位端与低位74LS192的预置数段相连，可以实现两位的任意模制的减计数。此设计可以应用在信号灯的控制上，且灯光与时间同步。