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适用于教学实验的交通管理器

 青山138 2016-06-07

  交通灯管理器可控制十字路口的信号灯,为了便于司机把握时间,同时备有时间的数字显示。电路原理图见附图。整个电路由多谐振荡器、计数器、译码器、信号灯控制电路等组成。电路的工作情况为:

  在任一时刻,三个发光管中仅亮一个,如红灯亮,则黄灯、绿灯熄灭,同时数码管从36开始往下计数,每过一秒钟数字减1;当计数到0时,若振荡器再来一个脉冲,发光管中的黄灯亮,同时数码管熄灭;经过2秒钟之后,变成绿灯亮,数码管又从36开始往下计数,在经过了36秒之后,又变成黄灯亮。因此,指示灯发光的循环顺序为:红灯一黄灯一绿灯一黄灯一红灯……。

  电路中的ICl (555)接成多谐振荡器,由③脚输出秒信号,作用到IC2 (40192),IC2接成十进制减法计数器,其13脚(借位输出)作用到IC4(另一块40192),IC4也接成十进制减法计数器。显然,如果IC2、IC4的11脚(异步置数)始终接高电平,则IC2、IC4将构成100进制减法计数器。由于IC2的②脚和IC4的⑦脚,经与非门G1接到IC2、IC4的11脚,因此,若电路的现态为98,则次态变成36,而状态97为一个过渡态。

  IC3、IC5 (4511)为七段译码/驱动器,直接作用到共阴极的LED数码管,用来显示计数结果。由于IC4的⑦脚(Q3)经与非门G2之后,送到IC3、IC5的④脚(熄灭输入),因此,计数状态99、98不会显示在数码管上。

  当计数器状态为99、98时,IC4的⑦脚为1,经门G2后输出为0,保证黄灯亮,而红灯、绿灯熄灭;而当计数器的状态在从36到o的倒计数过程中,G2输出为1,从而使黄灯熄灭;而对于红灯、绿灯,由于IC6(4013)的⑩脚跟⑩脚的状态始终相反,因此可保证其中一个灯亮。由于IC6的时钟信号来自IC4的借位输出,从而保证每经过一个计数周期,IC6的状态就变化一次。

  制作注意事项

  电路中的所有器件都很容易买到,其中的与非门Gl到G4,可用一块CD4093(四2输入施密特与非门)。爱好者可将所有元器件,安装在面包板上,原理图中没有注明的引脚可以悬空。电源电压采用4.5V,可用一组电池供电。在制作安装时,请注意以下几点:

  1.安装完毕后,必须先用万用表检查一下:所有电源线有无接通,所有地线有无接通,电源线与地线之间有无短路现象。只有在确保电源极性连接正确的情况下,才能通电调试电路。

  2.电路中的R1、R2、C1为定时元件,若IC1③脚输出的秒信号有误差,可改变定时元件。为了提高振荡频率的稳定性,爱好者也可用CD4060(14位二进制计数器/分频器)及32768Hz晶振来构成时钟振荡电路。此时CD4060输出的是频率为2HZ的脉冲。由于原理图中的4013包含两个D触发器,因此可用另一个触发器,将2HZ的脉冲,转变成秒信号。

  3.CD4511的输出电流较大。因此,为了保证LED数码管能安全工作,必须在数码管的阴极与地之间,加入限流电阻R3。

  4.限流电阻R4不能省略,否则电路会出现如下故障现象:当计数器的状态变化到99、98时,数码管不能熄灭;同时指示灯中除黄灯发光外,红、绿灯中还有一个发光。其原因在于去掉限流电阻后,加重了门G2的负载,使得此时门G2的输出低电平上升。

  5.经反复实验证明,只要连线正确,通电后电路即可正常工作。如果爱好者在制作中发现故障,可根据故障现象分析问题所在,一般的检查顺序为:振荡器一计数器一译码显示,最后检查指示灯控制电路。

交通管理器


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