基于数字电路的交通灯设计

基于数字电路的交通灯设计

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丁洁１，，张宏伟２

（１．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙４１００８２；２．商丘职业技术学院，河南商丘４７６０００）【摘

深入分析和讨论了在十字路口交通灯的工作状态及其实现功能的要】介绍了一种纯数字电路的交通灯设计方案，

虽然有硬件连接复杂、调试麻烦等缺点，却可省掉程序编写及程序调试的烦恼，只要焊接正关键点。并用纯硬件电路实现其功能，确就能成功。

交通灯；置数；锁存【关键词】ＴＴＬ；

【中图分类号】U491.51【文献标识码】B【文章编号】1003-2673(2009)11－31－02

１技术指标

（1）以南北方向的交通灯为例，结合实际情况，控制红、黄、绿交通灯的亮和灭；

（2）南北路与东西路的红、黄、绿灯时间相同，且黄、绿灯的时间之和为红灯的时间；

（3）红、黄、绿交通灯的亮和灭的时间可调节；

）采用LED数码管显示红或绿交通信号灯亮的剩余时（4间；

（5）通过按键或拨码开关设定红和绿交通信号灯亮一次的总时间；

（6）控制东西方向和南北方向的红、黄、绿交通灯的亮和灭；

电路如下图所示，T1,T2,T3为BCD式拨码开关，其中T1，T2为绿灯的时间，T1为高位，T2为低位，T3为黄灯的时间（考虑到黄灯时间比较短，所以用一位数来表示）。因为红灯时间等于绿灯时间与黄灯时间的和值，所以红灯时间不用单独置，只用计算出绿灯与红灯的时间和值就可以了，将此值作为红灯时间。

２分析

此电路设计类似于减计数器，但是每次减计数的预置数不一样。每变化三次（红、黄、绿、各显示一遍）为一次循环。表1就是实际中的显示情况。

表１

U5，U6为74LS283加法器，将绿灯和黄灯的时间加和得

对于硬件电路来说，南北路与东西路分开工作。例如认为开始南北路绿灯，东西路红灯。当南北路时间减到零，此时南北路的指示灯由绿变为黄，数码管也由零置为黄灯的时间，等待此时东西路的红灯每一秒减一。当南北路黄灯时间减为零时，

时间也减为零，所以南北路指示灯由黄变绿，数码管也由零置为红灯时间，东西路指示灯由红变绿，数码管也由零置为绿灯当东西路绿灯时间减到零，此时东西路的时间，以等待秒信号。指示灯由绿变为黄，数码管也由零置为黄灯时间，等待秒信号。对于每一路来说，有三个特殊点，即绿、黄、红三个时间的开始点，每当一组数据减完之后，便使其预置数变换一次，下一个时间段开始。

红灯的时间。74LS283的输出就是绿灯的时间。

U1，U3，U7为74LS374边沿D锁存器，组成一条支路的黄、红的时间预置数，每当CLK管脚获得一个上升沿时就绿、

把前前级拨码开关所设的数，送给后级进行减计数。U9，U10为74LS292可预置数减计数器，对前级送过来的预置数进行自减一，直至为零。U2，U4，U8为另一条支路的绿、黄、红的时间预置数，U11，U12为相应支路的数码减计数。

因为每次秒信号的到来都把绿、黄、红的时间预置数送至74LS374输出端进行锁存，又因为74LS374为上升沿触发的三态门缓存器，每次置数后要选择送给后级进行自减一的数据，就用三态控制端。因为一个循环有四个特殊的点，只在这四个点的时候，需要更换输出的红绿灯状态合从新预置数并自减一。这四个点就用74LS393（十进制计数器）来确定这四个点。

３数字电路

【作者简介】丁洁（１９７５－），女，河南永城人，商丘职业技术学院讲师，湖南大学在读研究生，研究方向：电能质量检测、信号处理、应用电子技术。

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每到一个特殊点，就将下一组数据送至减计数器，进行自减一。3.1置数

上电或者按动开关就会给74LS374一个上升沿的锁存，使前面的数据被送到输出端并锁存。

T1，T2（绿灯）的数据送到U1并锁存，T3的数送到U3并），将绿灯（T1、T2）黄灯（T3）的数送到锁存（高4位置0

74LS283相加后，即红灯的数，送到U7锁存。

此时U1、U3、U7分别输出其中一路的绿、黄、红灯的时间。都挂在此路的数据总线上，但究竟哪一组数据被送至后级进行自减一，要看三态控制端那一个被选中，三态控制端有74LS393控制，没经过一个特殊点时，393加一，三态控制端指向下一个，下一组数据被送至减计数器进行自减一。

另一路分析过程一样。3.2计数

74LS192为可预置数加减计数器，将其接成减计数器，每当减到0，即为一个特殊点。LD给出一个借位脉冲，此借位脉冲送到74LS393，使393指向下一组数据，使下一组数据送至减计数器进行自减一。74LS393为十进制计数器，74LS393接用0000成三种状态0000,0001,0010,当0011时将自身清空，控制第一个预置数，对L1来说，是让U1输出，U3，U7高阻，此时显示绿灯的时间并使此路上的绿灯点亮。当收到一个借位脉冲后，U3输出，U4,U7高阻，此时显示黄灯的时间并使此路上的黄灯点亮。第二脉冲到了后，U7输出，U1,U3高阻，此时显示红灯的时间并使此路上的红灯点亮。当第三个脉冲到来时，393输出还原重新开始。置数端通过R，C稍延迟一下，保证输出

数据稳定后，再从数据总线上取数据，这样对于每一路都可按绿红黄的顺序来显示数据。3.3其他

上电及重新计数时，两个位选计数器U13A，U13B清零。U13A控制南北路，U13B控制东西路。其中U13A使U1输出，U13B使U8输出，这时南北路为绿灯，东西路为红灯，南北变为黄灯，东西依然为红灯，南北变为红灯时，东西变为绿灯，当东西路变为黄灯时，南北路依然是红灯，依次循环。

４总结

数字电路做电路时，虽然有硬件连接复杂，调试麻烦等缺点，但是数字电路与单片机相比，却可省掉程序编写及程序调试的烦恼。经实验证明，该电路运行正常。实际电路可以兼顾两方面的长处，软硬结合！参考文献

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（上接第11页）

阳离子瓜尔胶-丙烯酰胺接枝共聚物，是由阳离子瓜尔胶半刚性主链和柔性的聚丙烯酰胺支链以化学键紧密结合，形成刚柔相济的网状大分子。由于其结构特点，它具有絮体积庞大、

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