專利名稱：紅綠燈倒計數(shù)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及交通信號燈，尤其涉及動態(tài)數(shù)字顯示的紅綠燈倒計數(shù)控制儀。
現(xiàn)有繁忙的交通十字路口一般都只有紅綠燈指揮車輛和行人，交警、司機和行人都只能憑自己的經(jīng)驗，靜態(tài)地估計紅燈或綠燈顯示時間有多長，對疏通交通、安全都不利。
本實用新型的目的在于變靜態(tài)反映紅綠燈的間隔為動態(tài)顯示紅綠燈間隔，提供一種紅綠燈倒計數(shù)控制儀。
根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀包括程序開關(guān)電路，它包括正電源上的單向晶閘管連接電阻(R49)、電容(C14)以及由程序信號輸入A和B點組成電路；1秒時鐘振蕩電路，它包括由時基電路(IC1)以及外圍電路組成的可調(diào)節(jié)T＝1秒的多諧振蕩電路；倒計數(shù)顯示電路，它包括可預(yù)置數(shù)BCD減計數(shù)集成電路、與之連接的BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器集成電路以及經(jīng)由電阻連接的LED數(shù)碼管；預(yù)置電路，它包括連接在所述可預(yù)置數(shù)BCD減計數(shù)集成電路與地之間的二極管，以及1×10波段開關(guān)；零位控制電路，它包括三輸入端或非門電路并與其輸出端連接的由時基電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路；信號及數(shù)字控制電路，它包括雙D觸發(fā)集成電路及與之連接的二組晶體管放大器、時基電路和外圍電阻、電容；
綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路，它包括8輸入端或非門及與之連接的四2輸入或非門分解成或非門、RS觸發(fā)器，四2輸入與門電路以及；直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電路，它包括SSR固態(tài)繼電器、信號燈、外圍電阻、電容及與之連接的由各信號點組成的電路。
采用本實用新型既保留了原來的紅綠燈，又增加了倒計數(shù)顯示，可以顯示直道行駛，也可顯示轉(zhuǎn)彎行駛，并且可以根據(jù)各路口情況，十分方便調(diào)整紅綠燈的間隔時間、直道和彎道各種程序的變化。它有以下四點優(yōu)點一、從人們被動的心里狀態(tài)變?yōu)橹鲃拥男睦餇顟B(tài)。二、遇紅燈知道要停多長時間，汽車可以熄火待時，不但節(jié)約寶貴的燃料，而且減少有害氣體對大氣的污染。三、遇綠燈，司機能順利通過不必為突然到來的紅燈而減慢速度，可以大大提高道口的通車率并節(jié)約燃料。四、交警指揮一目了然，提高效果。
以下將結(jié)合附圖、例表和實施例對本實用新型紅綠燈倒計數(shù)控制儀作進一步的詳細描述。


圖1是表示根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀的框圖。
圖2是表示根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀的電原理圖。
圖3是表示根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀置數(shù)信號調(diào)節(jié)和連接圖。
圖4是表示根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電原理圖。
圖5是表示根據(jù)本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀紅綠燈顯示電原理圖。
圖1是本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀的框圖。參見圖1，本實用新型包括程序開關(guān)電路1、1秒時鐘振蕩電路2、倒計數(shù)顯示電路(百位)3、倒計數(shù)顯示電路(十位)4、倒計數(shù)顯示電路(個位)5、預(yù)置電路6、零位控制電路7、信號計數(shù)控制電路8、綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路9、直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電路10。電源接通后根據(jù)實際需要其(1)要求線路板馬上通電，(2)延時一段時間再通，因為本實用新型一般有二組倒計數(shù)顯示(只有直道控制)或四組倒計數(shù)顯示(有直道和彎道控制)，組成一個完整的控制系統(tǒng)。線路板通電后T＝1秒的時鐘振蕩電路2起振，并傳導(dǎo)給倒計數(shù)顯示電路3、4、5，由于預(yù)置電路6事先預(yù)置二組數(shù)值(紅燈、綠燈)倒計數(shù)顯示開始，即從預(yù)置數(shù)值開始每一秒跳動一次，數(shù)字減少1，減到000時由零位控制電路7發(fā)出信號給信號計數(shù)控制電路8。其一路使計數(shù)預(yù)置跳到另一個預(yù)置數(shù)，同時發(fā)出跳的指令。另一路發(fā)出紅燈變綠燈或黃燈變紅燈的指令，因為在數(shù)字顯示到003時，綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路9發(fā)出高電平，再通過與非門1/2IC15電路(見圖2)，由于綠燈時另一路與非門為1，顯示到003時電路9起作用綠燈變黃燈。當(dāng)紅燈時1/2IC15電路另一端輸入為0，顯示到003時電路9不起作用，故紅燈無三秒黃燈。最后通過直流顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣黠@示，使負(fù)載大大增加，由十字路口的倒計數(shù)和紅綠燈用負(fù)載(例如燈泡)來實施。
圖2是本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀電原理圖。參照圖1和圖2，程序開關(guān)電路1包括單向晶閘管SCR與并聯(lián)它在一起的C14、R49，由于二個或四個數(shù)字顯示不能同時從置數(shù)開始遞減，它有一個程序，所以根據(jù)需要逐漸自動打開。但其中一塊為基準(zhǔn)，需立即打開，其它采用外接法原理(原理圖中A、B點)。一塊基準(zhǔn)線路板的G極與本板的E點連接，電流從高電平通過C14、R49產(chǎn)生600μA觸發(fā)電流觸發(fā)SCR的控制極G，該SCR開通電路開始工作。其它幾塊線路板將G極按程序由另一塊線路板(已工作的線路板)的A和B點觸發(fā)(其原理將在信號和計數(shù)控制電路中詳細描述)。
T＝1秒時鐘振蕩電路2包括集成塊21(IC1)(例如時基電路555)以及外圍電阻R1、R2，電位器W，電容C1、C2、C3。
由于C1、R有誤差，用W調(diào)節(jié)，用C3耦合輸出脈沖信號。
倒計數(shù)顯示電路3、4、5包括三組倒計數(shù)顯示(個、十、百位)組成一個總體。以一組個位倒計數(shù)顯示電路為例詳細分析，該電路包括集成塊53(IC6)，(例如可預(yù)置數(shù)BCD(4位二進制)CD4510)集成塊52(IC7)(例如BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器CD4511)、LED(5011)數(shù)碼管51以及電阻R17-R23組成。信號輸入端(15)連接IC1輸出端(3)，又復(fù)位信號輸入端(9)，加減計數(shù)控制端(10)進位輸入端(5)分別接地使該電路只能不斷作倒計數(shù)，這時輸出端(6)(11)(14)(2)變化情況如表1表1
集成塊52(IC7)輸入端(7)(1)(2)(6)分別與IC6的(6)(11)(14)(2)連接，其中燈測試輸入端(3)、熄火控制端(4)與正電源端(16)共同連接正電源，鎖存容許控制端(5)與負(fù)電源端(8)共同接地。這時IC7的上述4個輸入端接受IC6輸出端的BCD信號經(jīng)過譯碼，由輸出端(13)(12)(11)(10)(9)(15)(14)各通過電阻R17-R23分壓傳導(dǎo)給共陰極數(shù)碼管5(1LED5011)的輸入端a、b、c、d、e、f、g，共陰極數(shù)碼管負(fù)電源端3、8分別接地，數(shù)碼管不斷循環(huán)倒計數(shù)即9、8……2、1、0、9、8……2、1……。IC6的進位輸出端(7)與IC4(十位)的進位輸出端(5)相連接，當(dāng)IC6的4個輸出端均為0時，其進位輸出端(7)1變0，IC4在這時減1，輸出端(7)馬上0變1，IC4鎖住不動了，這樣就完成一個個位到0向十位借1的過程。由于IC2、IC4、IC6的(15)和(1)端都分別對號連接，同理十位也是這樣向百位借位的這里就不論述了，所以就完成了從預(yù)置數(shù)開始每一秒跳動一次，每跳動一次數(shù)字少1，直至000。
預(yù)置電路6包括連接在IC2、IC4、IC6的置數(shù)輸入端(4)(12)(13)(3)與地之間的二級管組61(D1-D4)、62(D5-D6)、63(D9-D12)以及1×10波段開關(guān)64。參見圖3，以二級管組(D9-D12)為例，由于二極管均反相與地連接，所以在沒有信號輸入時置數(shù)輸入端為0。1×10波段開關(guān)64輸入端S和IC10輸出端C(13)和D(12)(9)相連接，C與D將在信號計數(shù)控制電路中描述，例如置數(shù)真值表2表2
并參見圖1表明只要旋轉(zhuǎn)1×10波段開關(guān)64到需預(yù)置數(shù)值，例如預(yù)置數(shù)值數(shù)字為6，IC6(12)(13)接通即為1，其余(4)(3)無電流輸入為0。同樣道理IC2、IC4也各配一只1×10波段開關(guān)，同樣利用表2，可以預(yù)置一個百位數(shù)和一個十位數(shù)，當(dāng)1×10波段開關(guān)和有關(guān)置數(shù)控制端為高電平時將預(yù)置出一個三位數(shù)來。由于在實踐使用中紅燈綠燈都需要預(yù)置數(shù)，所以要配備1×10波段開關(guān)2×3＝6只。紅綠燈倒計數(shù)是交叉顯示，當(dāng)紅燈亮?xí)r(綠燈必滅)其倒計數(shù)是表示還要停多少時侯，當(dāng)綠燈亮?xí)r(紅燈必滅)其倒計數(shù)是表示還可駛多少時侯。
零位控制電路7包括集成塊71(IC8)(例如3輸入或非門CD4023)，集成塊72(IC9)(例如555時基電路)以及外圍元件晶體管U1，電阻R25-R29，電容C4-C6。IC2、IC4、IC6從預(yù)置數(shù)開始倒計數(shù)，當(dāng)?shù)褂嫈?shù)為000時，IC2、IC4、IC6的進位輸出端(7)均為C。IC8的輸入端(3)(4)(5)分別與以上三個集成塊的進位輸出端相連，IC8輸出端(6)輸出為高電平，并通過R24分壓輸入到NPN(例如9011)晶體管U1的基極，晶體管U1集電極輸出β倍的電流，相位為180°，通過電容C4耦合，IC9(2)得到一個負(fù)脈沖，輸出一個單穩(wěn)態(tài)脈沖信號，即當(dāng)?shù)褂嫈?shù)000時集成塊72有單穩(wěn)態(tài)信號發(fā)出。
信號計數(shù)控制電路8包括集成塊81(IC10)(例如雙D觸發(fā)電路CD4013)以及通過IC10(1)和(2)(5)端連接的二個集成塊82(IC11)、83(IC12)(例如555時基電路)以及外圍晶體管U2、U3，電阻R′31、R31-R41，電容C6-C13，以及二極管D16、D17(例如二極管4148)。雙D觸發(fā)電路IC10復(fù)位信號輸入端(10)(4)通過電容C7、電阻R30，當(dāng)開關(guān)剛打開瞬時，由于C7沖放電，端(10)(4)由高電平“1”逐漸回到“0”，這時輸出端Q(12)(2)均是1，通過D22、R47和D23，A、D兩端均是1，并把輸出端(12)(2)分別與數(shù)據(jù)端(9)(5)相連，輸出端(3)和(11)相連，這樣二個D觸發(fā)器同時發(fā)揮觸發(fā)作用。當(dāng)?shù)诙蔚褂嫈?shù)為000時，同理IC10(3)(1)端都輸入信號，輸出翻轉(zhuǎn)，輸出端(1)(13)為“1”，輸出端(2)(5)(12)(9)為“0”，這時通過D21、R46、D24，B、C為“1”，A、D為“0”，所以B、C和A、D每在000時相互翻轉(zhuǎn)一次。如果另一塊線路板SCR的G極與本線路板B、C相連，要通過第二次000才能觸發(fā)，達到延時打開電源的目的。再分析二組單穩(wěn)態(tài)電路82、83它們輸出端(3)用D16、D17相連到集成塊33、43、53的(1)端，由于集成塊82、83分別與集成塊81的(1)(2)端連接，所以每當(dāng)一個000時總會有一個單穩(wěn)態(tài)脈沖傳到集成塊33、43、53的(1)端，集成塊IC2、IC4、IC6就跳到了預(yù)定置數(shù)，另一路集成塊81的輸出端通過開關(guān)K的調(diào)節(jié)去控制紅燈或綠燈。
綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路9包括集成塊94(1/2IC14)(例如四2輸入或非門CD4001)構(gòu)成的RS觸發(fā)電路，電阻R42、R43，集成塊95(1/2IC15) (例如四2輸入與門電路CD4081)，電阻R44、R45，集成塊91(IC13)(例如8輸入端或非門CD4078)。集成塊94輸入端(1)與集成塊82、83輸出端(3)連接。當(dāng)?shù)褂嫈?shù)為000時集成塊94輸入端(1)必有一個高電平輸入，得到輸出端(3)為“0”，輸出端(4)為“1”，這時由于開關(guān)K1的作用，如果集成塊95輸入端(5)(2)為“1”則集成塊95輸出端(3)為“1”，燈D16(綠燈)亮，燈D19(黃燈)不亮，燈D20(紅燈)不亮。當(dāng)開關(guān)K1的作用，集成塊95(2)(5)端為“0”時綠、黃燈均不亮，這時紅燈亮。當(dāng)綠燈亮?xí)r，倒計數(shù)減到003時，集成塊IC13八個輸入端為“0”(百、十位)，(13)輸出端為“1”，集成塊92(8)(9)端也是“0”，或非門電路輸出端(10)為“1”，集成塊93(8)(9)端均為“1”，集成塊93與門電路輸出端(10)也為“1”，觸發(fā)集成塊94(6)端，集成塊94翻轉(zhuǎn)，輸出端(3)為“1”，輸出端(4)為“0”，這時如果集成塊95(2)(5)端為“1”，燈D16不亮，D19亮(黃燈)。由于003-000，集成塊91沒有變化，集成塊92的(8)(9)也都是“0”，見表1(2)(14)，故003-000黃燈一直亮，所以凡綠燈亮到003時綠燈熄滅，黃燈亮，直到000后翻轉(zhuǎn)成紅燈。
本實用新型的紅綠燈倒計數(shù)控制儀直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電原理圖。見圖4，一個“日”數(shù)字它包括固態(tài)繼電器SSR101-107，負(fù)載(例如燈泡)108-114，及其電阻R和電容C組成。SSR其輸入正極端(3)與對應(yīng)點連接，負(fù)極端(4)全部連起來接地，負(fù)載一端28只(根據(jù)實際需要可以增減)全部連起來為A，另一端4個負(fù)載(可以根據(jù)具體情況增減)為一組并聯(lián)起來有七個組108-114，分別連到101-107的(1)端，SSR另一端(2)全部連接起來為B點，(1)和(2)端之間分別并聯(lián)R和C。隨著倒計數(shù)LED(5011)的數(shù)字遞減，發(fā)光負(fù)載會同步遞減。另二個“日”數(shù)字同樣原理不再描述了。
圖5是本實用新型紅綠燈倒計數(shù)控制儀紅、綠燈顯示電原理圖。參見圖5，它包括固態(tài)繼電器SSR115-117，負(fù)載(例如燈泡)118-120及其電阻和電容組成。SSR其輸入正極端(3)與對應(yīng)點連接，負(fù)極端(4)全部連起來接地，負(fù)載一端連起來為A，另一端分別連接115-117的(1)端，SSR另一端(2)全部連起來為B，(1)和(2)端之間分別并聯(lián)R和C，隨著二極管D16、D19、D20的發(fā)光，對應(yīng)負(fù)載會同步亮起來。
權(quán)利要求1.一種紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于包括程序開關(guān)電路，它包括正電源上的單向晶閘管連接電阻(R49)、電容(C14)以及由程序信號輸入A和B點組成電路；1秒時鐘振蕩電路，它包括由時基電路(IC1)以及外圍電路組成的可調(diào)節(jié)T＝1秒的多諧振蕩電路；倒計數(shù)顯示電路，它包括可預(yù)置數(shù)BCD減計數(shù)集成電路、與之連接的BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器集成電路以及經(jīng)由電阻連接的LED數(shù)碼管；預(yù)置電路，它包括連接在所述可預(yù)置數(shù)BCD減計數(shù)集成電路與地之間的二極管，以及1×10波段開關(guān)；零位控制電路，它包括三輸入端或非門電路并與其輸出端連接的由時基電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路；信號及數(shù)字控制電路，它包括雙D觸發(fā)集成電路及與之連接的二組晶體管放大器、時基電路和外圍電阻、電容；綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路，它包括8輸入端或非門及與之連接的四2輸入或非門分解成或非門、RS觸發(fā)器，四2輸入與門電路以及；直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電路，它包括SSR固態(tài)繼電器、信號燈、外圍電阻、電容及與之連接的由各信號點組成的電路。
2.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于由三組所述倒計數(shù)顯示電路組成一個總體進位輸入輸出端的連接。
3.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于單向晶閘管控制極與電容、電阻連接或與雙D觸發(fā)集成電路輸出端連接。
4.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于可預(yù)置數(shù)BCD減計數(shù)置集成電路置數(shù)端二極管的反向連接，并在二極管與置數(shù)端之間連接雙D觸發(fā)器的輸出端并置數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于雙D觸發(fā)集成電路的復(fù)位信號輸出端連接電容和電阻，使之開啟時迫使輸出端Q(2、12)端為高電平。
6.如權(quán)利要求5所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于雙D觸發(fā)集成電路輸出端與數(shù)據(jù)端連接，并輸出端連接二極管、電阻。
7.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于二組單穩(wěn)態(tài)控制置數(shù)控制端的電阻(R31’、R31-R41)電容(C8-C13)、晶體管(U2、U3)，特別是二個二極管(D16、D17)相互連接。
8.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于綠燈、三秒黃燈信號發(fā)生，該信號發(fā)生包括門電路(IC13、1/2IC14、1/2IC15)、觸發(fā)RS電路(1/2IC14)與之連接的電阻器(R42-R45)。
9.如權(quán)利要求1所述的紅綠燈倒計數(shù)控制儀，其特征在于所述的直流信號顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘栵@示，該轉(zhuǎn)變包括固態(tài)繼電器(SSR101-107、SSR115-117)、負(fù)載(108-114、118-120)、負(fù)載之并聯(lián)。
專利摘要一種紅綠燈倒計數(shù)控制儀,包括設(shè)置程序開關(guān)電路、一秒時鐘振蕩電路、倒計數(shù)顯示電路、預(yù)置電路、零位控制電路、信號及數(shù)字控制電路、綠燈和三秒黃燈發(fā)生電路、直流信號顯示轉(zhuǎn)交流信號顯示電路。由于保留了原來的紅綠燈,又增加了倒計數(shù)顯示對改善城市的現(xiàn)代化形象、疏通交通、節(jié)約燃料、減少交通事故、減小空氣污染起到了重要作用。
文檔編號G08G1/096GK2286527SQ96229638
公開日1998年7月22日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月12日
發(fā)明者華柏炯 申請人:華柏炯