CN2286527Y - 红绿灯倒计数控制仪 - Google Patents

Abstract

一种红绿灯倒计数控制仪,包括设置程序开关电路、一秒时钟振荡电路、倒计数显示电路、预置电路、零位控制电路、信号及数字控制电路、绿灯和三秒黄灯发生电路、直流信号显示转交流信号显示电路。由于保留了原来的红绿灯,又增加了倒计数显示对改善城市的现代化形象、疏通交通、节约燃料、减少交通事故、减小空气污染起到了重要作用。

Description

红绿灯倒计数控制仪

本实用新型涉及交通信号灯，尤其涉及动态数字显示的红绿灯倒计数控制仪。

现有繁忙的交通十字路口一般都只有红绿灯指挥车辆和行人，交警、司机和行人都只能凭自己的经验，静态地估计红灯或绿灯显示时间有多长，对疏通交通、安全都不利。

本实用新型的目的在于变静态反映红绿灯的间隔为动态显示红绿灯间隔，提供一种红绿灯倒计数控制仪。

根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪包括：

程序开关电路，它包括正电源上的单向晶闸管连接电阻(R₄₉)、电容(C₁₄)以及由程序信号输入A和B点组成电路；

1秒时钟振荡电路，它包括由时基电路(IC₁)以及外围电路组成的可调节T＝1秒的多谐振荡电路；

倒计数显示电路，它包括可预置数BCD减计数集成电路、与之连接的BCD-锁存/7段译码/驱动器集成电路以及经由电阻连接的LED数码管；

预置电路，它包括连接在所述可预置数BCD减计数集成电路与地之间的二极管，以及1×10波段开关；

零位控制电路，它包括三输入端或非门电路并与其输出端连接的由时基电路组成的单稳态电路；

信号及数字控制电路，它包括双D触发集成电路及与之连接的二组晶体管放大器、时基电路和外围电阻、电容；

绿灯和三秒黄灯发生电路，它包括8输入端或非门及与之连接的四2输入或非门分解成或非门、RS触发器，四2输入与门电路以及；

直流信号显示转交流信号显示电路，它包括SSR固态继电器、信号灯、外围电阻、电容及与之连接的由各信号点组成的电路。

采用本实用新型既保留了原来的红绿灯，又增加了倒计数显示，可以显示直道行驶，也可显示转弯行驶，并且可以根据各路口情况，十分方便调整红绿灯的间隔时间、直道和弯道各种程序的变化。它有以下四点优点：一、从人们被动的心里状态变为主动的心里状态。二、遇红灯知道要停多长时间，汽车可以熄火待时，不但节约宝贵的燃料，而且减少有害气体对大气的污染。三、遇绿灯，司机能顺利通过不必为突然到来的红灯而减慢速度，可以大大提高道口的通车率并节约燃料。四、交警指挥一目了然，提高效果。

以下将结合附图、例表和实施例对本实用新型红绿灯倒计数控制仪作进一步的详细描述。

图1是表示根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪的框图。

图2是表示根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪的电原理图。

图3是表示根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪置数信号调节和连接图。

图4是表示根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪直流信号显示转交流信号显示电原理图。

图5是表示根据本实用新型的红绿灯倒计数控制仪红绿灯显示电原理图。

图1是本实用新型的红绿灯倒计数控制仪的框图。参见图1，本实用新型包括程序开关电路1、1秒时钟振荡电路2、倒计数显示电路(百位)3、倒计数显示电路(十位)4、倒计数显示电路(个位)5、预置电路6、零位控制电路7、信号计数控制电路8、绿灯和三秒黄灯发生电路9、直流信号显示转交流信号显示电路10。电源接通后根据实际需要其(1)要求线路板马上通电，(2)延时一段时间再通，因为本实用新型一般有二组倒计数显示(只有直道控制)或四组倒计数显示(有直道和弯道控制)，组成一个完整的控制系统。线路板通电后T＝1秒的时钟振荡电路2起振，并传导给倒计数显示电路3、4、5，由于预置电路6事先预置二组数值(红灯、绿灯)倒计数显示开始，即从预置数值开始每一秒跳动一次，数字减少1，减到000时由零位控制电路7发出信号给信号计数控制电路8。其一路使计数预置跳到另一个预置数，同时发出跳的指令。另一路发出红灯变绿灯或黄灯变红灯的指令，因为在数字显示到003时，绿灯和三秒黄灯发生电路9发出高电平，再通过与非门1/2IC15电路(见图2)，由于绿灯时另一路与非门为1，显示到003时电路9起作用绿灯变黄灯。当红灯时1/2IC15电路另一端输入为0，显示到003时电路9不起作用，故红灯无三秒黄灯。最后通过直流显示转变为交流显示，使负载大大增加，由十字路口的倒计数和红绿灯用负载(例如灯泡)来实施。

图2是本实用新型的红绿灯倒计数控制仪电原理图。参照图1和图2，程序开关电路1包括单向晶闸管SCR与并联它在一起的C₁₄、R₄₉，由于二个或四个数字显示不能同时从置数开始递减，它有一个程序，所以根据需要逐渐自动打开。但其中一块为基准，需立即打开，其它采用外接法原理(原理图中A、B点)。一块基准线路板的G极与本板的E点连接，电流从高电平通过C₁₄、R₄₉产生600μA触发电流触发SCR的控制极G，该SCR开通电路开始工作。其它几块线路板将G极按程序由另一块线路板(已工作的线路板)的A和B点触发(其原理将在信号和计数控制电路中详细描述)。

T＝1秒时钟振荡电路2包括集成块21(IC1)(例如时基电路555)以及外围电阻R₁、R₂，电位器W，电容C₁、C₂、C₃。

由于C₁、R有误差，用W调节，用C₃耦合输出脉冲信号。

倒计数显示电路3、4、5包括三组倒计数显示(个、十、百位)组成一个总体。以一组个位倒计数显示电路为例详细分析，该电路包括集成块53(IC6)，(例如可预置数BCD(4位二进制)CD4510)集成块52(IC7)(例如BCD-锁存/7段译码/驱动器CD4511)、LED(5011)数码管51以及电阻R₁₇-R₂₃组成。信号输入端(15)连接IC1输出端(3)，又复位信号输入端(9)，加减计数控制端(10)进位输入端(5)分别接地使该电路只能不断作倒计数，这时输出端(6)(11)(14)(2)变化情况如表1：

表1

	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
											(6)	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
(11)	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0
											(14)	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0
(2)	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0

集成块52(IC7)输入端(7)(1)(2)(6)分别与IC6的(6)(11)(14)(2)连接，其中灯测试输入端(3)、熄火控制端(4)与正电源端(16)共同连接正电源，锁存容许控制端(5)与负电源端(8)共同接地。这时IC7的上述4个输入端接受IC6输出端的BCD信号经过译码，由输出端(13)(12)(11)(10)(9)(15)(14)各通过电阻R₁₇-R₂₃分压传导给共阴极数码管5(1LED5011)的输入端a、b、c、d、e、f、g，共阴极数码管负电源端3、8分别接地，数码管不断循环倒计数即9、8……2、1、0、9、8……2、1……。IC6的进位输出端(7)与IC4(十位)的进位输出端(5)相连接，当IC6的4个输出端均为0时，其进位输出端(7)1变0，IC4在这时减1，输出端(7)马上0变1，IC4锁住不动了，这样就完成一个个位到0向十位借1的过程。由于IC2、IC4、IC6的(15)和(1)端都分别对号连接，同理十位也是这样向百位借位的这里就不论述了，所以就完成了从预置数开始每一秒跳动一次，每跳动一次数字少1，直至000。

预置电路6包括连接在IC2、IC4、IC6的置数输入端(4)(12)(13)(3)与地之间的二级管组61(D₁-D₄)、62(D₅-D₆)、63(D₉-D₁₂)以及1×10波段开关64。参见图3，以二级管组(D₉-D₁₂)为例，由于二极管均反相与地连接，所以在没有信号输入时置数输入端为0。1×10波段开关64输入端S和IC10输出端C(13)和D(12)(9)相连接，C与D将在信号计数控制电路中描述，例如置数真值表2：

表2

	0	9	8	7	6	5	4	3	2	1
											4510(4)	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
(12)	0	0	0	1	1	0	0	1	1	0
											(13)	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0
(3)	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0

并参见图1表明只要旋转1×10波段开关64到需预置数值，例如预置数值数字为6，IC6(12)(13)接通即为1，其余(4)(3)无电流输入为0。同样道理IC2、IC4也各配一只1×10波段开关，同样利用表2，可以预置一个百位数和一个十位数，当1×10波段开关和有关置数控制端为高电平时将预置出一个三位数来。由于在实践使用中红灯绿灯都需要预置数，所以要配备1×10波段开关2×3＝6只。红绿灯倒计数是交叉显示，当红灯亮时(绿灯必灭)其倒计数是表示还要停多少时侯，当绿灯亮时(红灯必灭)其倒计数是表示还可驶多少时侯。

零位控制电路7包括集成块71(IC8)(例如3输入或非门CD4023)，集成块72(IC9)(例如555时基电路)以及外围元件晶体管U₁，电阻R₂₅-R₂₉，电容C₄-C₆。IC2、IC4、IC6从预置数开始倒计数，当倒计数为000时，IC2、IC4、IC6的进位输出端(7)均为C。IC8的输入端(3)(4)(5)分别与以上三个集成块的进位输出端相连，IC8输出端(6)输出为高电平，并通过R₂₄分压输入到NPN(例如9011)晶体管U₁的基极，晶体管U₁集电极输出β倍的电流，相位为180°，通过电容C₄耦合，IC9(2)得到一个负脉冲，输出一个单稳态脉冲信号，即当倒计数000时集成块72有单稳态信号发出。

信号计数控制电路8包括集成块81(IC10)(例如双D触发电路CD4013)以及通过IC10(1)和(2)(5)端连接的二个集成块82(IC11)、83(IC12)(例如555时基电路)以及外围晶体管U₂、U₃，电阻R′₃₁、R₃₁-R₄₁，电容C₆-C₁₃，以及二极管D₁₆、D₁₇(例如二极管4148)。双D触发电路IC10复位信号输入端(10)(4)通过电容C₇、电阻R₃₀，当开关刚打开瞬时，由于C₇冲放电，端(10)(4)由高电平“1”逐渐回到“0”，这时输出端Q(12)(2)均是1，通过D₂₂、R₄₇和D₂₃，A、D两端均是1，并把输出端(12)(2)分别与数据端(9)(5)相连，输出端(3)和(11)相连，这样二个D触发器同时发挥触发作用。当第二次倒计数为000时，同理IC10(3)(1)端都输入信号，输出翻转，输出端(1)(13)为“1”，输出端(2)(5)(12)(9)为“0”，这时通过D₂₁、R₄₆、D₂₄，B、C为“1”，A、D为“0”，所以B、C和A、D每在000时相互翻转一次。如果另一块线路板SCR的G极与本线路板B、C相连，要通过第二次000才能触发，达到延时打开电源的目的。再分析二组单稳态电路82、83它们输出端(3)用D₁₆、D₁₇相连到集成块33、43、53的(1)端，由于集成块82、83分别与集成块81的(1)(2)端连接，所以每当一个000时总会有一个单稳态脉冲传到集成块33、43、53的(1)端，集成块IC2、IC4、IC6就跳到了预定置数，另一路集成块81的输出端通过开关K的调节去控制红灯或绿灯。

绿灯和三秒黄灯发生电路9包括集成块94(1/2IC14)(例如四2输入或非门CD4001)构成的RS触发电路，电阻R₄₂、R₄₃，集成块95(1/2IC15)  (例如四2输入与门电路CD4081)，电阻R₄₄、R₄₅，集成块91(IC13)(例如8输入端或非门CD4078)。集成块94输入端(1)与集成块82、83输出端(3)连接。当倒计数为000时集成块94输入端(1)必有一个高电平输入，得到输出端(3)为“0”，输出端(4)为“1”，这时由于开关K₁的作用，如果集成块95输入端(5)(2)为“1”则集成块95输出端(3)为“1”，灯D₁₆(绿灯)亮，灯D₁₉(黄灯)不亮，灯D₂₀(红灯)不亮。当开关K₁的作用，集成块95(2)(5)端为“0”时绿、黄灯均不亮，这时红灯亮。当绿灯亮时，倒计数减到003时，集成块IC13八个输入端为“0”(百、十位)，(13)输出端为“1”，集成块92(8)(9)端也是“0”，或非门电路输出端(10)为“1”，集成块93(8)(9)端均为“1”，集成块93与门电路输出端(10)也为“1”，触发集成块94(6)端，集成块94翻转，输出端(3)为“1”，输出端(4)为“0”，这时如果集成块95(2)(5)端为“1”，灯D₁₆不亮，D₁₉亮(黄灯)。由于003-000，集成块91没有变化，集成块92的(8)(9)也都是“0”，见表1(2)(14)，故003-000黄灯一直亮，所以凡绿灯亮到003时绿灯熄灭，黄灯亮，直到000后翻转成红灯。

本实用新型的红绿灯倒计数控制仪直流信号显示转交流信号显示电原理图。见图4，一个“日”数字它包括固态继电器SSR101-107，负载(例如灯泡)108-114，及其电阻R和电容C组成。SSR其输入正极端(3)与对应点连接，负极端(4)全部连起来接地，负载一端28只(根据实际需要可以增减)全部连起来为A，另一端4个负载(可以根据具体情况增减)为一组并联起来有七个组108-114，分别连到101-107的(1)端，SSR另一端(2)全部连接起来为B点，(1)和(2)端之间分别并联R和C。随着倒计数LED(5011)的数字递减，发光负载会同步递减。另二个“日”数字同样原理不再描述了。

图5是本实用新型红绿灯倒计数控制仪红、绿灯显示电原理图。参见图5，它包括固态继电器SSR115-117，负载(例如灯泡)118-120及其电阻和电容组成。SSR其输入正极端(3)与对应点连接，负极端(4)全部连起来接地，负载一端连起来为A，另一端分别连接115-117的(1)端，SSR另一端(2)全部连起来为B，(1)和(2)端之间分别并联R和C，随着二极管D₁₆、D₁₉、D₂₀的发光，对应负载会同步亮起来。

Claims (9)

1.一种红绿灯倒计数控制仪，其特征在于包括：

程序开关电路，它包括正电源上的单向晶闸管连接电阻(R₄₉)、电容(C₁₄)以及由程序信号输入A和B点组成电路；

1秒时钟振荡电路，它包括由时基电路(IC₁)以及外围电路组成的可调节T＝1秒的多谐振荡电路；

倒计数显示电路，它包括可预置数BCD减计数集成电路、与之连接的BCD-锁存/7段译码/驱动器集成电路以及经由电阻连接的LED数码管；

预置电路，它包括连接在所述可预置数BCD减计数集成电路与地之间的二极管，以及1×10波段开关；

零位控制电路，它包括三输入端或非门电路并与其输出端连接的由时基电路组成的单稳态电路；

信号及数字控制电路，它包括双D触发集成电路及与之连接的二组晶体管放大器、时基电路和外围电阻、电容；

绿灯和三秒黄灯发生电路，它包括8输入端或非门及与之连接的四2输入或非门分解成或非门、RS触发器，四2输入与门电路以及；

直流信号显示转交流信号显示电路，它包括SSR固态继电器、信号灯、外围电阻、电容及与之连接的由各信号点组成的电路。

2.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于由三组所述倒计数显示电路组成一个总体进位输入输出端的连接。

3.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于单向晶闸管控制极与电容、电阻连接或与双D触发集成电路输出端连接。

4.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于可预置数BCD减计数置集成电路置数端二极管的反向连接，并在二极管与置数端之间连接双D触发器的输出端并置数。

5.如权利要求4所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于双D触发集成电路的复位信号输出端连接电容和电阻，使之开启时迫使输出端 Q(2、12)端为高电平。

6.如权利要求5所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于双D触发集成电路输出端与数据端连接，并输出端连接二极管、电阻。

7.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于二组单稳态控制置数控制端的电阻(R₃₁’、R₃₁-R₄₁)电容(C₈-C₁₃)、晶体管(U₂、U₃)，特别是二个二极管(D₁₆、D₁₇)相互连接。

8.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于绿灯、三秒黄灯信号发生，该信号发生包括门电路(IC₁₃、1/2IC₁₄、1/2IC₁₅)、触发RS电路(1/2IC₁₄)与之连接的电阻器(R₄₂-R₄₅)。

9.如权利要求1所述的红绿灯倒计数控制仪，其特征在于所述的直流信号显示转变为交流信号显示，该转变包括固态继电器(SSR101-107、SSR115-117)、负载(108-114、118-120)、负载之并联。

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