紅綠燈控制電路圖（三）

設(shè)計(jì)一個(gè)十字口路燈的控制電路（一盞燈），要求在四個(gè)不同的地點(diǎn)ABCD都能獨(dú)立地控制燈的亮滅。如A口按開，到B口按關(guān)，C口又有人按開，任何口再有人按關(guān)等等都能用數(shù)字邏輯電路控制。　　如果單純用觸點(diǎn)式控制是很容易處理。但我們根據(jù)電路要求，在A口可開，在B口可關(guān)，到C口可以按開，任何口再有人按動(dòng)開關(guān)。依照這樣的思路，可從規(guī)定兩個(gè)口的開關(guān)閉合為燈滅，一個(gè)口的開關(guān)閉合為燈亮。三個(gè)開關(guān)都閉合燈亮，四個(gè)開關(guān)都閉合燈滅。按照這個(gè)規(guī)律列功能表和真值表：因?yàn)檫@燈的各種情況組合的狀態(tài)很多，很煩鎖，所以功能表和真值表（狀態(tài)表）只列Z（燈）亮。即Z為“1”狀態(tài)的組合，其他省略，如附表。表格只列出一個(gè)開關(guān)閉合和三個(gè)開關(guān)閉合的情況，閉合用“1”表示，斷開用“0”表示，燈亮用“1”表示。

從簡(jiǎn)式中可看出，該控制電路是由兩個(gè)異或非門、兩個(gè)異或門、兩個(gè)與門和一個(gè)或門組成，根據(jù)簡(jiǎn)式畫出邏輯電路，如圖1所示。　　可以按照A地按開，或門輸出高電平，即燈亮，再按開關(guān)B或C或D，或門G7輸出低電平即燈滅。把ABCD的各種狀態(tài)，都推導(dǎo)出來后應(yīng)符合要求。

現(xiàn)將圖1繪出實(shí)用電路如圖2。

按圖2接線就可以控制十字口路燈L，實(shí)際上一些多點(diǎn)控制的機(jī)械設(shè)備也可以用得上。如虛線接上繼電器K2，可以控制電動(dòng)機(jī)等大功率電器。R2～R5阻值小于門電路的關(guān)門電阻，繼電器K1的觸點(diǎn)能承受要求的電流。

紅綠燈控制電路圖（四）

1.交通燈控制器原理

假設(shè)有個(gè)十字路口，分別有A、B兩條交叉的道路，交通燈的控制方式為：A街道先出現(xiàn)在綠燈（3S）、黃燈（1S）時(shí)，B街道為紅燈（4S）；而A街道為紅燈（4S）時(shí)，B街道出現(xiàn)綠燈（3S）、黃燈（1S）；如此循環(huán)。交通燈控制的一個(gè)循環(huán)為8S，而采用一片同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)74LS160來完成時(shí)間控制，相當(dāng)于模8的計(jì)數(shù)器。

2.電路設(shè)計(jì)

2.1、真值表

假設(shè)A、B街道的綠、黃、紅燈分別用GA、YA、RA和GB、YB、RB表示，交通燈控制電路的真值表如表1所示：

表1 交通燈控制電路邏輯真值表

2.2、設(shè)計(jì)模8計(jì)數(shù)器

2.2.1、74LS160簡(jiǎn)介

74LS160是同步10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其管腳排列如圖1所示：其中A、B、C、D為預(yù)置數(shù)輸入端，LOAD為預(yù)置數(shù)控制端，CLR為異步清零端，ENP和ENT為計(jì)數(shù)器允許端，CLK為上長(zhǎng)沿觸發(fā)時(shí)鐘端，RCO為輸出的進(jìn)位信號(hào)，QA、QB、QC、QD為十進(jìn)制輸出端。當(dāng)ENP、ENT和LOAD端均置為高電平時(shí)，工作在計(jì)數(shù)器狀態(tài)。

圖1 74LS160管腳分布圖

2.2.2、模8計(jì)數(shù)器

當(dāng)在CLK端輸入1Hz的脈沖信號(hào)時(shí)，要產(chǎn)生8S的控制信號(hào)，只要設(shè)計(jì)一個(gè)模8計(jì)數(shù)器，即計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍為0000～0111，所以將1000信號(hào)作為清零信號(hào)，即將QD通過一個(gè)非門接到芯片的清零端CLR即可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

根據(jù)思路設(shè)計(jì)后的電路如圖2所示：

圖2 模8計(jì)數(shù)器連接圖

2.3、確定邏輯表達(dá)式

根據(jù)交通燈的真值表，通過邏輯轉(zhuǎn)換儀可以獲得各燈的邏輯表達(dá)式，分別為：

2.4、邏輯電路的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)邏輯表達(dá)式可得到邏輯電路如圖3。

圖3 交通燈控制電路邏輯連接圖

3.電路仿真

選擇仿真菜單，接入邏輯分析儀，將最大時(shí)間間隔設(shè)置為0.001S，邏輯分析儀的時(shí)鐘設(shè)置為1Hz，執(zhí)行仿真。仿真波形如圖4：

圖4 交通燈控制電路邏輯仿真圖

從圖上可以看出，與真值表的描述的關(guān)系是相同的，說明電路設(shè)計(jì)正確。