電子技術交通燈控制電路設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 循環工作，要實現這一功能可以用觸發器構成時序電路、譯碼器和移位寄存器。本設計只需進行四個狀態的轉換，用觸發器構成的時序電路太復雜，而且不好實現 。 四個狀態用二線 四線譯碼器 也 可實現 。 但是 如果用移位寄存器 74LS194，則 只需要在一個 cp 脈沖就可以實現四個狀態之間順利轉換， 而且在后面的倒計時 預置數模塊中，也 能 巧妙地 運用 寄存器的移位功能，可以說寄存器的靈活運用是本設計的最大亮點之一。 74LS194 的功 能表如表 1 所示。 由表 1 可知， 74LS194 主要邏輯功能有： ① 同步置數功能：當 RD、 S S0 都接高電平時，來一個 CP上升沿，就將 D C B A四個數分別置入 QD QC QB QA 中。 ② 移位功能：當 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 多諧振蕩器產生的 秒脈沖， cp1 為倒計時計數器歸零時產生的脈沖。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 準備置數 。當來一個 cp 上升沿時，就能夠將預先設置好的數 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 J1 和 J2都置于各自的另一檔，即 J1 接 cp1， J2 接地，構成 右移移位寄存器，當 cp1 來一個上升沿時寄存器右移一次 。 寄存器的四個狀態如圖 4所示。 每個狀態中只有為高電平的那一組信號燈亮，即第一個狀態時主干道綠燈 G1 和支干道 紅燈 R2亮；第二個狀態時主干道黃燈 Y1 和支干道紅燈 R2亮；第三個狀態時主干道紅燈 R1 和支干道綠燈 G2亮； 圖 4 寄存器四個狀態圖 第四個狀態時主干道紅燈 R1 和支干道黃燈 Y2亮。在 cp1 的作用下 依 次循環進 行上 面的狀態 轉換，實現信號燈的功能。 倒計時計數器模塊 構成倒計時計數器的芯片有 74LS190、 74LS191 和 74LS193 等。 74LS190 為單時鐘十進制可逆計數器， 74LS191 為單時鐘四位二進制可逆計數器， 74LS193 為雙時鐘四位二進制可逆計數器。由于本設計需要的是十進制倒計時計數器，故 74LS190 成為我們的首選 。由設計要求可知，需要構成 45s、 25s和 5s 的倒計時計數器， 而本設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 只需要一個兩位數的倒計時計數器就可以實現，因此 可以 用兩片 74LS190 級聯。設計中只需要在每個倒計時結束的時候 （ 即倒計時 為0） 產生一個脈沖來控制計數器的置數 。 由于本設計需要的是 45s、 25s 和兩個 5s 總共四個倒計時，對于這一 點 ，本設計是通過移位寄存器 來實現的 ，所以說移位寄存器的運用是本設計的一大亮點。 74LS190 芯片 如圖 5 所示。 LD 為異步置數端， CT 為控制端， A B C D 為并行置數輸入端， QA QB QC QD 為輸出端，U/D 為加 /減計數方式控制端， RCO 為進位 /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 11 表 2 74LS190 功能表 由表我們可以看出， 74LS190 的主要邏輯功能有： ⑴ 異步置數功能：當 LD=0 時，與 CP 無關，直接并行輸入數據 D C B A， QD QB QC QA=D C B A。 ⑵ 計數功能：取 CT=0， LD=1。 當 U/D=0 時，對應 CP脈沖的上升沿，進行十進制加計數功能。 當 U/D=1 時，對應 CP脈沖的上升沿，進行十進制減計數功能。 ⑶ 保持功能：當 CT=LD=1 時，計數器保持原來的狀態不變。