紅綠燈控制電路圖（一）

如圖所示為交通路口紅綠燈自動控制電路。該控制器主要由四塊555（IC2～I(xiàn)C5）和一些阻容元件組成的四級單穩(wěn)態(tài)延時電路首尾相連而成。輸入的8V電壓經(jīng)78M05穩(wěn)壓后為555提供VDD=5V的電源電壓。

當(dāng)剛接通電源時，觸發(fā)脈沖經(jīng)IC1（CD4011）門電路和R1、C1延時，再經(jīng)C2、R22微分后加到IC2②腳，觸發(fā)IC2輸出高電平，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，其暫穩(wěn)態(tài)定時時間長短取決于K1的位置，延時td=1.1RC6，設(shè)定時間分別為60秒、45秒、30秒。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時，IC2③腳為低電平，其經(jīng)C3、R23微分后，下降沿又觸發(fā)IC3，形成第二級單穩(wěn)態(tài)延時。如此依次觸發(fā)定時，完成綠色燈亮-黃色燈亮（8秒、10秒、12秒）-紅色燈亮（60秒、45秒、30秒）的循環(huán)周期。

本電路為控制電路及指揮崗?fù)?nèi)的監(jiān)控顯示部分。若真正用于交通指揮，則應(yīng)使控制信號去激勵固態(tài)繼電器，然后去驅(qū)動發(fā)光燈泡工作。

本控制器通過四級電路首尾相接，依次延時觸發(fā)，使交通燈依次出現(xiàn)綠-黃-紅（色）信號，指揮行人和車輛在十字路I=1有秩序地通行（綠）-提醒注意（黃）-禁止通行（紅）。

紅綠燈控制電路圖（二）

這次十字路口交通燈的設(shè)計，我們的要求是讓兩組紅綠燈在四個方向之間有次序的轉(zhuǎn)換，達(dá)到指揮交通的目的，設(shè)計的紅綠燈完成一次循環(huán)的時間是八十秒，紅綠燈之間每隔四十秒轉(zhuǎn)換，設(shè)計了黃燈在每次轉(zhuǎn)換的前十秒和當(dāng)前狀態(tài)的指示燈一起亮，用來更加接近實際中應(yīng)用紅綠燈指揮系統(tǒng)。

設(shè)計原理和工作電路

交通燈的控制電路主要由555定時器、分頻電路產(chǎn)生出1HZ的脈沖，兩個74LS160、與門、與非門、或非門組成的紅綠燈轉(zhuǎn)換電路，以及由74LS192設(shè)計出的倒計時顯示器等組成。

秒脈沖的產(chǎn)生

電路圖如下：

本電路由555定時器產(chǎn)生1KHZ的脈沖，再由分頻電路產(chǎn)生出1HZ脈沖。

紅綠燈的轉(zhuǎn)換

電路圖如下：

本電路是由兩個74LS160組成的80進(jìn)制計數(shù)器，每到第40個脈沖時轉(zhuǎn)換紅綠燈，在每次紅綠燈轉(zhuǎn)換的最后10秒，黃燈也一起亮，達(dá)到提示的作用。

倒計時顯示

電路圖如下：

它是一個由74LS192可逆計數(shù)器組成的40倒計時到0的減法計數(shù)器，實現(xiàn)紅綠燈轉(zhuǎn)換時的顯示。由于時間緊迫，在實驗時未能調(diào)到正常工作狀態(tài)。

交通燈控制電路總圖：

實驗器材

（1）74LS90N（2）74LS00N（3）74LS47（4）5.1KR（5）10KR（6）36KR（7）51歐R（8）LM555CM（9）DCDHEX（10）LED（紅黃綠）

元器件功能

紅綠燈控制電路圖（三）

設(shè)計一個十字口路燈的控制電路（一盞燈），要求在四個不同的地點ABCD都能獨立地控制燈的亮滅。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?！　∪绻麊渭冇糜|點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，任何口再有人按動開關(guān)。依照這樣的思路，可從規(guī)定兩個口的開關(guān)閉合為燈滅，一個口的開關(guān)閉合為燈亮。三個開關(guān)都閉合燈亮，四個開關(guān)都閉合燈滅。按照這個規(guī)律列功能表和真值表：因為這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。表格只列出一個開關(guān)閉合和三個開關(guān)閉合的情況，閉合用“1”表示，斷開用“0”表示，燈亮用“1”表示。

從簡式中可看出，該控制電路是由兩個異或非門、兩個異或門、兩個與門和一個或門組成，根據(jù)簡式畫出邏輯電路，如圖1所示?！　】梢园凑誂地按開，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繪出實用電路如圖2。

按圖2接線就可以控制十字口路燈L，實際上一些多點控制的機(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，B街道為紅燈（4S）；而A街道為紅燈（4S）時，B街道出現(xiàn)綠燈（3S）、黃燈（1S）；如此循環(huán)。交通燈控制的一個循環(huán)為8S，而采用一片同步十進(jìn)制計數(shù)74LS160來完成時間控制，相當(dāng)于模8的計數(shù)器。

2.電路設(shè)計

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)計模8計數(shù)器

2.2.1、74LS160簡介

74LS160是同步10進(jìn)制計數(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為計數(shù)器允許端，CLK為上長沿觸發(fā)時鐘端，RCO為輸出的進(jìn)位信號，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，工作在計數(shù)器狀態(tài)。

圖1 74LS160管腳分布圖

2.2.2、模8計數(shù)器

當(dāng)在CLK端輸入1Hz的脈沖信號時，要產(chǎn)生8S的控制信號，只要設(shè)計一個模8計數(shù)器，即計數(shù)器的計數(shù)范圍為0000～0111，所以將1000信號作為清零信號，即將QD通過一個非門接到芯片的清零端CLR即可以完成設(shè)計任務(wù)。

根據(jù)思路設(shè)計后的電路如圖2所示：

圖2 模8計數(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，將最大時間間隔設(shè)置為0.001S，邏輯分析儀的時鐘設(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)計正確。