一种具有倒计时数字显示的斑马线地面红绿灯控制电路的制作方法

本发明创造涉及一种红绿灯控制电路，特别涉及一种具有倒计时数字显示的斑马线地面红绿灯控制电路，属于单片机技术的应用范畴。

背景技术：

本发明创造所述一种具有倒计时数字显示的斑马线地面红绿灯控制电路是指安装在斑马线上的地面红绿灯，通过单片机设定的红绿灯的启动时间以及红、黄、绿三色发光时段的10秒数字倒计时显示，有序对斑马线前车行时间进行控制的一种电路。

本发明创造前，斑马线前不设斑马线地面红绿灯，由于缺乏管理，易发生车辆不避让过斑马线行人的交通事故。

技术实现要素：

本发明创造的目的是克服斑马线不设地面红绿灯以及车辆不避让过斑马线的行人易发生交通事故的缺陷，提供一种具有倒计时数字显示的斑马线地面红绿灯控制电路。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是具有主单片机控制电路和5个副单片机控制电路，主单片机控制电路输入端连接标准时间时、分、秒设置键，并与标准时间/夏季启动时间设置标识位开关相连接，通过1个主单片机和5个副单片机对指定行、列位置的发光管的控制，实现由红、黄、绿各100个发光管组成的3个发光管方阵显示圆形图案，并在各自10秒倒计时时显示数字图案，标准时间/夏季启动时间设置标识位开关用于选择标准时间设置或夏季启动时间设置。主单片机I/O的输出端连接数码电路、继电器电路和3个可控硅电路。3个可控硅电路分别对红、绿、黄三种单色发光管的正极的工作电源进行控制，主单片机I/O的2个输出端分别连接5个副单片机的2个I/O输入端，向5个副单片机的I/O输入端输出LED发光管夏季、冬季开闭合和发光时段的同步信号，5个副单片机的100个I/O输出端连接100个三极管电路，100个三极管对300个LED发光管的100个并联负极的接地进行控制，实现5个副单片机精准控制300个单色发光管的负极接地或与地断开，通过1个主单片机和5个副单片机对指定行、列位置的发光管的发光控制，实现由红、黄、绿各100个发光管组成的3个发光管方阵显示圆形图案，并在各自10秒倒计时时显示数字图案。发光管的发光时段由单片机设定，夏季开启时间自行设置，单片机程序推定夏季关闭时间、冬季开启时间和关闭时间。

本发明创造的有益效果是由单片机设定LED红绿灯的夏季开启时间和红、黄、绿三色发光时段，推定夏季关闭时间、冬季开启时间和关闭时间，主副单片机对安装在斑马线上的3个地面红绿灯方阵进行同步控制，显示圆形图案并具有10秒倒计时数字显示的功能，有效控制过斑马线的车辆进入斑马线，让斑马线成为“安全线”，避免交通事故的发生。

附图说明

下面通过附图对本发明创造作进一步说明。

附图1为本发明创造的电原理图。

具体实施方式

参阅附图1。图中单片机为八位PIC16C系列单片机，主单片机型号为PIC16C57，副单片机型号为PIC16C63A。PIC16C57具有28个管脚，20个I/O端口。PIC16C63A具有28个管脚，22个I/O端口。附图中只标注I/O输入输出端口，单片机PIC16C57、PIC16C63A的其他端口可参阅美国MICROCHIP公司产品说明书。

主单片机的I/O输入端连接标准时间时、分、秒设置键和标准时间/夏季启动时间设置标识位开关，主单片机I/O的输出端连接数码电路、1个继电器电路和3个可控硅电路。3个可控硅电路分别对红、绿、黄三种单色发光管的正极的工作电源进行控制。主单片机I/O的2个输出端分别连接5个副单片机的2个I/O输入端，向5个副单片机的I/O输入端输出LED发光管夏季、冬季开闭合和发光时段的同步信号。5个副单片机的100个I/O输出端连接100个三极管电路，100个三极管对300个LED发光管的100个并联负极的接地进行控制，(按10行、10列100个红色LED、10行、10列100个绿色LED和10行、10列100个黄色LED中对应位置的3个发光管的负极进行并联，比如红色发光管的第一行第一列与绿色发光管的第一行第一列与黄色发光管的第一行第一列的发光管负极并联，以此类推)，实现5个副单片机精准控制300个单色发光管的负极(每3个对应负极并联)接地或与地断开，通过1个主单片机和5个副单片机对指定行、列位置的发光管的发光控制，组成发光管10秒倒计时数字图案。发光管发光的条件是正极获得正电压，负极得到负电压(接地)即当红色发光管的正极并联点从可控硅获得正电压，同一发光管的负极并联点通过三极管的导通后接地，该发光管发红光，当绿色发光管的正极并联点从可控硅获得正电压，同一发光管的负极并联点通过三极管的导通后接地，该发光管发绿光，当黄色发光管的正极并联点从可控硅获得正电压，同一发光管的负极并联点通过三极管的导通后接地，该发光管发黄光。

安装时将300个(红、黄、绿各100个)发光管，组成3个红、黄、绿发光管10*10方阵，需要将不同方阵的100个红、100个黄、100个绿的发光管按行、列位置将100个正极和100个负极对应进行并联，组成100个正极和100个负极控制点，由3个可控硅分别对3个由100个红色发光管方阵、100个绿色发光管方阵和100个黄色发光管方阵的对应行、列的所有正极并联点进行控制，有100个三极管对100个红色发光管方阵、100个绿色发光管方阵和100个黄色发光管方阵的对应行、列的负极并联点进行对应控制。当发光管的正极从可控硅获得正电压，负极通过三极管的导通后接地，该发光管发光，100个三极管由单片机的100个I/O输出端控制。三极管的100个基极与单片机的100个I/O输出端相连接，100个三极管的集电极与100个发光管的负极并联点相连接，100个三极管的发射极接地。100个三极管的集电极接电源正极。三极管采用NPN型。发光管的发光时段由单片机设定。夏季开启时间自行设置，单片机程序推定夏季关闭时间、冬季开启时间和关闭时间，标准时间/夏季启动时间设置标识位开关用于选择标准时间设置或夏季启动时间设置。

标准时间/夏季启动时间设置标识位开关用于选择标准时间设置或夏季启动时间设置，在夏季启动时间设置后，单片机程序推定夏季关闭时间、冬季开启时间和关闭时间。标准时间/夏季启动时间设置标识位开关为小型拨动开关，是一种通过拨动实现开关功能的一种开关，实施例采用浙江慈溪市东威电子有限公司的RJ141R系列的二位小型拨动开关，二位小型拨动开关的两个端口分别连接主单片机的两个I/O输入端，另两个端口公共接地。实施例二位小型拨动开关两个端口分别与单片机I/O(1)和单片机I/O(2)相连接，拨动开关使单片机I/O(1)接地选择实施标准时间设置，单片机I/O(2)接地选择为实施夏季启动时间的设置

标准时间的设定：在单片机I/O(1)接地的情况下，通过时钟设置键、分钟设置键和秒钟设置键设置标准时间。标准时间设置键为轻触开关，其一端与单片机I/O输入端相连接，另一端接地。轻触开关用于控制单片机I/O输入端是否与地接触，平时轻触开关控制单片机I/O输入端与地断开，点击轻触开关，使单片机I/O输入端与地接触，放开轻触开关后轻触开关与地断开。实施例轻触开关采用广东东莞东金电子制品有限公司的系列产品。使用时分别点击时钟设置键、分钟设置键和秒钟设置键，6个数码管分别显示00-24小时、00-60分钟和00-60秒钟。从00开始，点击小时设置键，数码管逐个显示小时数，点击分钟设置键，数码管逐个显示分钟数，点击秒钟设置键，数码管逐个显示秒钟数，双击设置键为确认，如出现错误则重新设置。在上述设置30秒后，数码管实时显示标准时间。

夏季启动时间的设置：在单片机I/O(2)接地的情况下，通过小时设置键、分钟设置键设置夏季启动时间，方法同设置标准时间。实施例设置夏季启动时间为18：00，夏季启动时间设定后，单片机程序推定夏季关闭时间为开启后4小时、冬季开启时间为夏季时间提前1小时。冬季关闭时间为冬季开启时间后4小时。在上述设置30秒后，数码管实时显示标准时间。

用以设置标准时间和夏季启动时间的数码电路由三极管和数码管组成。实施例由6个三极管和6个数码管组成6个数码显示电路，每两位数码管分别用以显示和设置时、分、秒。单片机的6个I/O端口分别与6个三极管的基极相连接，6个三极管的集电极与电源正极(+5V)相连接，6个三极管的发射极与6个数码管的电源输入端相连接，三极管用于控制数码管的电源的通断。单片机的七个I/O端口与6个数码管的七段信号输入端相连接，七段信号输入端通过并联方式连接。三极管采用NPN三极管，实施例三极管型号为3DG6，数码管采用LED数码管，实施例数码管型号为ATA-6042。

根据斑马线的长度、车流、人流等实际情况确定发光管的个数和地面红绿灯的个数和大小。实施例300个红、黄和绿的单色LED发光管分别组成3个长宽相等的地面LED红绿灯方阵，实施例红灯、黄灯和绿灯方阵各由100个红、黄和绿的单色LED发光管组成，每个方阵分10列10行。3个方阵均匀分布在斑马线上，按照单片机程序设定红、黄、绿三色发光时段依次为1分钟、10秒和2分钟，通过单片机控制红灯方阵、黄灯方阵和绿灯方阵依次显示红色、黄色和绿色，并在10秒倒计时数字显示。为防止损坏，安装时3个LED红绿灯离地面保持一定距离，上面罩有高强度玻璃。根据需要，可安装更多，比如9个红绿灯方阵(红、黄、绿各3个)，只要分别将3个红色方阵、3个绿色方阵、3个黄色方阵对应行、列的正极、负极并联即可，选择可控硅时应考虑其工作电流和功率大小。同理可安装更多的红绿灯方阵。

本实施例需要1个主单片机(端口20个)、5个副单片机(端口22个)控制。当发光管的并联正极获得正电压，发光管的并联负极接地时，该发光管发光。由发光的红色、绿色、黄色三极管分别组成圆形图案和10-1的数字图案。实施例100个三极管采用NPN型的3DG6。

主单片机I/O输出端与继电器电路相连接，继电器电路对3个单向可控硅的阳极提供或断开电源正极。继电器电路包括三极管和继电器，3个可控硅的阳极分别从继电器控制电路获得正电压。单片机I/O的输出端连接三极管的基极，三极管的集电极与电源正极相连接，三极管的发射极与继电器线圈的一端相连接，实施例三极管采用NPN型的3DG6。继电器线圈的另一端接地。继电器的常开触点的一端与电源正极相连接，另一端分别与3个可控硅的阳极相连接，3个可控硅的阴极分别与前述3个LED方阵的100个并联正极相连接。

继电器电路的工作原理：单片机I/O输出端输出高电位，控制与之连接的三极管导通，继电器获得工作电压，继电器的常开触点闭合，使与常开触点一端的两个可控硅阳极获得正电压，单片机控制继电器线圈失电，使与常开触点一端的两个可控硅阳极断电。继电器采用采用小型直流12V继电器，具体型号为JRX-13，或JQX-4F、JQC-3(T73)。

3个可控硅(可控硅1、可控硅2、可控硅3)分别用来给3个方阵的LED正极提供正电压。3个可控硅阳极从继电器电路获得正电压，主单片机的3个I/O输出端分别连接3个可控硅的控制极。当可控硅1的控制极获得高电平信号，在可控硅1的阳极获得正电压的情况下，可控硅1导通，与可控硅1阴极相连接的红色方阵的LED发光管的并联正极获得工作电压，当该LED发光管的并联负极通过三极管接地后，显示红色光。同理，可控硅2导通，与可控硅2阴极相连接的绿色方阵的LED发光管的并联正极获得工作电压，当该LED发光管的并联负极通过三极管接地后，显示绿色光。可控硅3导通，与可控硅3阴极相连接的黄色方阵的LED发光管的并联正极获得工作电压，当该LED发光管的并联负极通过三极管接地后，显示黄色光。

本发明创造LED发光管采用高亮度双色LED发光管BT1142(发光颜色红)、BT1143(发光颜色绿)、BT1144(发光颜色黄)。实际使用时也可采用组合式高亮度LED发光管，所述组合式高亮度LED发光管是指将多个高亮度LED发光管的管脚(正极和负极)并联而成。实施例每个组合式高亮度双色LED发光管采用9个BT1142(发光颜色红)、BT1143(发光颜色绿)、BT1144(发光颜色黄)并联组成。

LED发光管可选用其他大功率高亮度或超高亮度规格，实际使用时单向可控硅根据LED发光管的总功率选择其功率。本发明创造单向可控硅型号为3CT型号的系列可控硅，除工作电压外，根据LED发光管的总功率选择其功率。