| 交通燈控制系統(tǒng)設計
城市路口交通信號控制系統(tǒng)大體上分為三種類型：定周期的信號機、多時段且具有無電纜協(xié)調功能的微電腦型信號機以及聯(lián)網(wǎng)式自適應多相位智能型信號機。具體采用哪種類型，應根據(jù)其應用場合及特點加以確定。其中，第一種類型以其成本低，設計簡單，安裝及維護方便等特點得到了廣泛應用。本文討論的城鄉(xiāng)交通燈控制系統(tǒng)就屬于該種類型。該交通燈控制系統(tǒng)主要由時間發(fā)生器電路、光電檢測電路、控制電路等幾個部分組成。
2.1 時間發(fā)生器電路
時間發(fā)生器電路由一片74191、時鐘脈沖產生電路和幾個門電路構成，其中時鐘脈沖產生電路如圖2所示。時鐘脈沖產生電路用一片555定時器業(yè)構成多諧振蕩器，設計脈沖周期為4s,其計算公式為：T1=(2R2+R1) Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF，以此信號作為74191的CP。74191的四個狀態(tài)輸出端QAQBQCQD可用四個門電路進行譯碼。當QAQBQCQD=0000時，電路輸出低電平信號給D觸發(fā)器和控制電路的IO輸入端；而當QAQBQCQD=1000時，電路輸出高電平信號給黃燈驅動電路。74191接成減計數(shù)工作狀態(tài)，LD信號由控制電路的O1提供，應將置數(shù)輸入端A、C接高電平Vcc,B、D端接D觸發(fā)器的輸出端，還可根據(jù)D觸發(fā)器的不同輸出狀態(tài)置入數(shù)5和數(shù)15。
2.2 控制電路
控制電路主要由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、RC電路和反相器構成、電路如圖3所示。該電路有兩個輸入端和三個輸出端。當QAQBQCQD=0000時，輸入端IO為低電平，此時信號將直接經O1輸出給LD以進行異步置數(shù)，因此74191的0000狀態(tài)持續(xù)時間很短暫。輸入端I1由光電檢測電路的輸出信號提供，當有車輛時，輸出低電平；無車輛時輸出高電平。輸出信號O1=I1，而輸出信號O2而由I1經反相器、RC電路和一單穩(wěn)態(tài)電路得來。O1的作用是當鄉(xiāng)間道無車輛時，保持主干道綠燈亮，鄉(xiāng)間道紅燈亮。當主干道綠燈變亮并檢測到鄉(xiāng)間道有車輛（即I1=0）時 ，O2觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路并維持主干道綠燈亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。遠教時代商務網(wǎng) AGE88.COM
2.3 光電檢測電路
光電檢測電路由光源和光電三極管構成，該電路可根據(jù)需要選擇現(xiàn)成產品，如CP850系列的CP851，該器件的光電傳感器輸距離可達15m。
2.4 交通燈控制及驅動電路
交通燈控制電路由一個D觸發(fā)器、一個三輸入或門和兩個反相器組成，其電路如圖3所示。D觸發(fā)器的作用是在鄉(xiāng)間道非常繁忙時，對紅綠燈的轉換進行控制。三輸入端或門的作用是當鄉(xiāng)間道無車輛和主干道綠燈剛亮而鄉(xiāng)間道就有車通過時維持主干道綠燈亮時間大于60s。
由于紅綠燈的功率較大（十幾瓦），一般集成門電路無法驅動，因此需要設計一個特定的驅動電路，該電路可用功率管和高驅動能力的電源構成，具體電路如圖4所示。功率管及電源大小可根據(jù)交通燈的功率進行計算。電路仿真時，可用一小燈泡直接接在門電路的后面。 |
