專利名稱：數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，屬于交通信息指揮系統(tǒng)領(lǐng)域。
隨著交通事業(yè)在我國的迅猛發(fā)展，隨著車流量的逐年增多，交通信號(hào)燈在交通信息指揮系統(tǒng)中顯得越來越重要。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈僅僅能夠顯示紅黃綠三種信號(hào)，不具有計(jì)數(shù)功能，使駕駛者不能以合理的心態(tài)去掌握車行速度。為了解決這個(gè)問題，經(jīng)《中國專利》檢索，已有人研究出能夠數(shù)字顯示的交通信號(hào)燈，如《中國專利》專利號(hào)ZL88214370，申請(qǐng)日1988年9月22日，專利權(quán)人張洪齊，實(shí)用新型名稱數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，該專利是從現(xiàn)有自控的紅黃綠三色交通燈信號(hào)燈改進(jìn)而來，是在紅黃綠三色交通信號(hào)燈的下面掛接一個(gè)計(jì)數(shù)顯示器，實(shí)現(xiàn)了在保留原來紅綠顏色顯示的同時(shí)還能伴以數(shù)字顯示。存在的主要問題是另增加一計(jì)數(shù)顯示器，一是增大了體積，同時(shí)不能對(duì)黃燈有效的利用，因在一組信號(hào)燈中黃燈由于僅僅工作幾秒種而造成黃燈大部分時(shí)間閑置，形成一種資源浪費(fèi)；且傳統(tǒng)的交通計(jì)數(shù)器在紅黃綠信號(hào)切換期間，特別是在信號(hào)閃爍時(shí)，集成電路的工作電壓由后備電池提供，如果CPU出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，維護(hù)人員只好登燈桿進(jìn)行人工強(qiáng)制復(fù)位。
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種利用現(xiàn)有紅黃綠信號(hào)燈，在不影響黃燈效果的前提下改進(jìn)黃燈的功能，使黃燈具有計(jì)數(shù)顯示器的功能，在不增加信號(hào)燈信號(hào)線的基礎(chǔ)上集信號(hào)燈與計(jì)數(shù)顯示器于一體的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，同時(shí)該數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便、自動(dòng)復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是采用如下方式來實(shí)現(xiàn)的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于包括計(jì)數(shù)顯示器及與計(jì)數(shù)顯示器相連的計(jì)數(shù)器電路。
本實(shí)用新型的目的還可采用如下方式來實(shí)現(xiàn)所述的與計(jì)數(shù)顯示器相連的計(jì)數(shù)器電路還包括數(shù)碼段驅(qū)動(dòng)電路3、譯碼電路2、CPU1、信號(hào)采集電路5、電源電路6、CPU復(fù)位電路4，信號(hào)采集電路5、電源電路6、CPU復(fù)位電路4與CPU1相連，CPU1通過譯碼電路2與數(shù)碼段驅(qū)動(dòng)電路3相連。
所述的計(jì)數(shù)器電路中的CPU復(fù)位電路4是由雙向可控硅T1、電阻R4、R12、電容C7組成，雙向可控硅T1輸出端通過電容C7與CPU復(fù)位端相連。
所述的計(jì)數(shù)器電路中的電源電路6主要由變壓器L1、L2、L3、整流橋B4、B5、B6、穩(wěn)壓集成電路WY、電容C1、C2、C8、C9、晶體二極管D1組成，變壓器L1、L2、L3接整流橋B4、B5、B6的輸入端，整流橋B1、B2、B3的輸出端并聯(lián)經(jīng)濾波電容C2、C8接穩(wěn)壓集成電路WY的輸入端，穩(wěn)壓集成電路WY的輸出端經(jīng)晶體二極管D1降壓接集成電路IC1的電源輸入端VCC，電容C1、C9連接在集成電路IC1的VCC端起濾波和儲(chǔ)能作用。
所述的計(jì)數(shù)顯示器是一組信號(hào)燈中的黃燈，黃燈是信號(hào)燈同時(shí)又是計(jì)數(shù)顯示器。
所述的紅黃綠信號(hào)燈一端分別與計(jì)數(shù)器7的三個(gè)腳相連，另一端與計(jì)數(shù)器7的另一腳并接公共端COM。
本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，主要發(fā)明點(diǎn)是利用現(xiàn)有的交通信號(hào)燈，在不增加計(jì)數(shù)顯示器的情況下，增加一與信號(hào)燈相連的計(jì)數(shù)器電路，使黃燈既作信號(hào)燈又作計(jì)數(shù)顯示器，在不增加信號(hào)燈信號(hào)線的基礎(chǔ)上集信號(hào)燈與計(jì)數(shù)顯示器于一體的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，CPU為本實(shí)用新型計(jì)數(shù)器電路的核心部分，電源電路為其提供工作電壓，經(jīng)復(fù)位電路復(fù)位后進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)采集電路采集紅黃綠信號(hào)后進(jìn)行處理，然后送至譯碼電路進(jìn)行譯碼，譯碼輸出信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的計(jì)數(shù)器數(shù)碼段。同時(shí)該數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈由于設(shè)計(jì)有復(fù)位電路，因此還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便、自動(dòng)復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈綠燈信號(hào)主視圖；圖2是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈黃燈信號(hào)主視圖；圖3是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈紅燈信號(hào)主視圖；圖4是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈電路原理框圖；圖5是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈電路原理圖圖6是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈計(jì)數(shù)器與信號(hào)燈電路連接圖。
圖1-6是本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈的最佳實(shí)施例。其中R紅燈信號(hào)Y黃燈信號(hào)G綠燈信號(hào)1、IC1 CPU 2譯碼電路3數(shù)碼段驅(qū)動(dòng)電路4CPU復(fù)位電路5信號(hào)采集電路6電源電路7計(jì)數(shù)器L1-L3變壓器B1-B6整流橋OP1-OP3光電耦合器IC2-IC34543譯碼集成電路T1-T3雙向可控硅OPT1-OPT2光電隔離驅(qū)動(dòng)器RSM紅色數(shù)碼中的一段GSM綠色數(shù)碼中的一段R1-R10電阻C1-C9電容D1晶體二極管WY7806穩(wěn)壓集成電路X1晶振。
以下結(jié)合附圖1-6對(duì)本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1-6所示制作一臺(tái)本實(shí)用新型的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈工作原理及工作過程如下圖1中當(dāng)綠燈G在某一時(shí)刻工作時(shí)，如果最大工作時(shí)間為18秒，則從綠燈一開始工作時(shí)計(jì)數(shù)顯示器便以綠色數(shù)碼顯示最大數(shù)碼18，每過一定時(shí)間數(shù)字減1，直至0。
圖2中當(dāng)黃燈Y在某一時(shí)刻工作時(shí)，則計(jì)數(shù)器數(shù)碼自動(dòng)消隱，工作于黃燈狀態(tài)圖3中當(dāng)紅燈R在某一時(shí)刻工作時(shí)，如果最大工作時(shí)間為18秒，則從紅燈一開始工作時(shí)計(jì)數(shù)顯示器便以紅色數(shù)碼顯示最大數(shù)碼18，每過一定時(shí)間數(shù)字減1，直至0。
圖5中集成電路IC1為CPU，它由AT89C51集成電路及外圍元件晶振X1、電容C3、C4組成，CPU的10、11腳與信號(hào)采集電路光電耦合器OP1、OP2的一端相連，12腳與光電耦合器OP3相連，CPU的15腳接譯碼集成電路IC2的1腳，CPU的14腳接譯碼集成電路IC3的1腳。
電源電路，主要由變壓器L1、L2、L3、整流橋B4、B5、B6、穩(wěn)壓集成電路WY、電容C1、C2、C8、C9、晶體二極管D1組成，變壓器L1、L2、L3接整流橋B4、B5、B6的輸入端，整流橋B1、B2、B3的輸出端并聯(lián)經(jīng)濾波電容C2、C8接穩(wěn)壓集成電路WY的輸入端，穩(wěn)壓集成電路WY的輸出端經(jīng)晶體二極管D1降壓接CPU的電源輸入端VCC，電容C1、C9連接在CPU的VCC端起濾波和儲(chǔ)能作用。
CPU復(fù)位電路，主要由雙向可控硅T1、電阻R4、R12，電容C7組成，雙向可控硅T1的一端接CPU的復(fù)位端，另一端與穩(wěn)壓集成電路WY的輸出端相連，觸發(fā)極經(jīng)電阻R12接地。
數(shù)字譯碼電路，它由譯碼集成電路IC2、IC3組成，把接CPU的BCD信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的LED數(shù)碼段信號(hào)。
一段紅數(shù)碼段和一段綠數(shù)碼段的驅(qū)動(dòng)電路，由電阻R5-R10及光電耦合驅(qū)動(dòng)器OPT1、OPT2、雙向可控硅T2、T3、電容C5、C6、紅數(shù)碼段RSM及綠數(shù)碼段GSM組成。
信號(hào)燈紅黃綠信號(hào)采集電路，由變壓器L1、L2、L3、光電耦合器OP1、OP2、OP3、整流橋B1、B2、B3、電阻R1-R3組成，變壓器L1、L2、L3接整流橋B1、B2、B3的輸入端，整流橋B1、B2、B3的輸出端接光電耦合器OP1、OP2、OP3的輸入端，光電耦合器OP1、OP2、OP3的輸出一端接地，另一端接CPU的10、11、12腳。
CPU為本實(shí)用新型計(jì)數(shù)器電路的核心部分，電源電路為其提供工作電壓，經(jīng)復(fù)位電路復(fù)位后進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)采集電路采集紅黃綠信號(hào)后進(jìn)行處理，然后送至譯碼電路進(jìn)行譯碼，譯碼輸出信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的計(jì)數(shù)器數(shù)碼段。
R、Y、G分別代表紅燈、黃燈、綠燈信號(hào)，當(dāng)三色信號(hào)燈紅R、黃Y、綠G中任何一種信號(hào)存在時(shí)，集成電路的工作電壓由穩(wěn)壓集成電路WY提供，即當(dāng)信號(hào)切換或信號(hào)閃爍時(shí)，電容C1、C2放電，為集成電路提供1秒鐘工作電壓。二極管D1是為防止電容C1反向放電而設(shè)，同時(shí)起到保護(hù)穩(wěn)壓集成電路WY的作用。計(jì)數(shù)器電路中的集成電路的工作電壓在信號(hào)燈閃爍時(shí)由電容供電工作，信號(hào)不閃爍時(shí)集成電路工作電壓由交流電路提供。
CPU的復(fù)位端由雙向可控硅T1控制，如果信號(hào)燈切換時(shí)間超過1秒鐘，CPU工作電壓降低到臨界狀態(tài)時(shí)，由雙向可控硅T1與電阻R12構(gòu)成的復(fù)位端供電電路迅速截止，避免了CPU復(fù)位端處于臨界狀態(tài)電壓時(shí)的死機(jī)現(xiàn)象；當(dāng)穩(wěn)壓集成電路WY正常輸出時(shí)，由雙向可控硅T1與電阻R12構(gòu)成的復(fù)位端供電電路迅速導(dǎo)通，CPU復(fù)位端復(fù)位，CPU正常工作。
譯碼電路由譯碼集成電路IC2、IC3組成，分別控制數(shù)碼的十位與個(gè)位，信號(hào)經(jīng)譯碼集成電路IC2、IC3譯碼后在a----g輸出相應(yīng)的電平至驅(qū)動(dòng)電路輸入端IN，如果輸入端IN為高電平，則信號(hào)經(jīng)限流電阻R5、光電耦合驅(qū)動(dòng)器OPT1、OPT2至VSS形成回路，光電耦合驅(qū)動(dòng)器OPT1、OPT2導(dǎo)通，如果此時(shí)R端有信號(hào)，則相應(yīng)的紅數(shù)碼段顯示；如果此時(shí)G端有信號(hào)，則相應(yīng)的綠數(shù)碼段顯示。如果輸入端IN為低電平，則雙向可控硅T2、T3截止，則相應(yīng)的紅綠數(shù)碼段不顯示。譯碼集成電路IC2、IC3譯碼輸出不同的電平，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后與紅R、綠G信號(hào)的配合，導(dǎo)通不同顏色的數(shù)碼段，形成不同顏色變化的數(shù)碼。
當(dāng)紅R、黃Y、綠G中任何一種信號(hào)存在時(shí)，導(dǎo)通相應(yīng)的光電耦合器，將CPU的P3.0、P3.1、P3.2引腳中相應(yīng)的引腳電平拉低，CPU開始計(jì)時(shí)，如果CPU的P3.0引腳電平拉低，則計(jì)數(shù)為紅燈信號(hào)時(shí)間；如果CPU的P3.2引腳電平拉低，則計(jì)數(shù)為綠燈信號(hào)時(shí)間；如果CPU的P3.1引腳電平拉低，則計(jì)數(shù)為黃燈信號(hào)時(shí)間，由于在驅(qū)動(dòng)電路中沒有黃燈信號(hào)存在，即使光電耦合驅(qū)動(dòng)器OPT1、OPT2導(dǎo)通，也沒有數(shù)碼顯示，因此數(shù)碼自動(dòng)消隱，此時(shí)黃燈正常工作。
圖6中紅R、黃Y、綠G信號(hào)燈一端分別與計(jì)數(shù)器7三個(gè)腳相連，另一端與計(jì)數(shù)器7的另一腳并接公共端COM。
權(quán)利要求1.數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于包括計(jì)數(shù)顯示器及與計(jì)數(shù)顯示器相連的計(jì)數(shù)器電路，計(jì)數(shù)器電路還包括數(shù)碼段驅(qū)動(dòng)電路(3)、譯碼電路(2)、CPU(1)、信號(hào)采集電路(5)、電源電路(6)、CPU復(fù)位電路(4)，信號(hào)采集電路(5)、電源電路(6)、CPU復(fù)位電路(4)與CPU(1)相連，CPU(1)通過譯碼電路(2)與數(shù)碼段驅(qū)動(dòng)電路(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器電路中的CPU復(fù)位電路(4)是由雙向可控硅T1、電阻R4、R12、電容C7組成，雙向可控硅T1輸出端通過電容C7與CPU復(fù)位端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于所述的計(jì)數(shù)器電路中的電源電路(6)主要由變壓器L1、L2、L3、整流橋B4、B5、B6、穩(wěn)壓集成電路WY、電容C1、C2、C8、C9、晶體二極管D1組成，變壓器L1、L2、L3接整流橋B4、B5、B6的輸入端，整流橋B1、B2、B3的輸出端并聯(lián)經(jīng)濾波電容C2、C8接穩(wěn)壓集成電路WY的輸入端，穩(wěn)壓集成電路WY的輸出端經(jīng)晶體二極管D1接集成電路IC1的電源輸入端VCC，電容C1、C9連接在CPU的VCC端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于所述的計(jì)數(shù)顯示器是一組信號(hào)燈中的黃燈，黃燈是信號(hào)燈同時(shí)又是計(jì)數(shù)顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈，其特征在于所述的紅黃綠信號(hào)燈一端分別與計(jì)數(shù)器(7)三個(gè)腳相連，另一端與計(jì)數(shù)器(7)的另一腳并接公共端COM。
專利摘要數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈,屬于交通信息指揮系統(tǒng)領(lǐng)域,其特征在于:包括計(jì)數(shù)顯示器及與計(jì)數(shù)顯示器相連的計(jì)數(shù)器電路,利用現(xiàn)有紅黃綠信號(hào)燈,在不影響黃燈效果的前提下改進(jìn)黃燈的功能,使黃燈具有計(jì)數(shù)顯示器的功能,在不增加信號(hào)燈信號(hào)線的基礎(chǔ)上集信號(hào)燈與計(jì)數(shù)顯示器于一體的數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈,同時(shí)該數(shù)字顯示式交通信號(hào)燈還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便、自動(dòng)復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/095GK2497373SQ01237120
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者劉月清 申請(qǐng)人:劉月清