紅綠燈控制電路圖（三）

設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，C口又有人按開，任何口再有人按關等等都能用數(shù)字邏輯電路控制。　　如果單純用觸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，到C口可以按開，任何口再有人按動開關。依照這樣的思路，可從規(guī)定兩個口的開關閉合為燈滅，一個口的開關閉合為燈亮。三個開關都閉合燈亮，四個開關都閉合燈滅。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閉合和三個開關閉合的情況，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。　　可以按照A地按開，或門輸出高電平，即燈亮，再按開關B或C或D，或門G7輸出低電平即燈滅。把ABCD的各種狀態(tài)，都推導出來后應符合要求。

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械設備也可以用得上。如虛線接上繼電器K2，可以控制電動機等大功率電器。R2～R5阻值小于門電路的關門電阻，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制計數(shù)74LS160來完成時間控制，相當于模8的計數(shù)器。

2.電路設計

2.1、真值表

假設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、設計模8計數(shù)器

2.2.1、74LS160簡介

74LS160是同步10進制計數(shù)器，其管腳排列如圖1所示：其中A、B、C、D為預置數(shù)輸入端，LOAD為預置數(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為輸出的進位信號，QA、QB、QC、QD為十進制輸出端。當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即可以完成設計任務。

根據(jù)思路設計后的電路如圖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式，分別為：

2.4、邏輯電路的實現(xiàn)

根據(jù)邏輯表達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，將最大時間間隔設置為0.001S，邏輯分析儀的時鐘設置為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系是相同的，說明電路設計正確。