專利名稱：交通信號同步變色數(shù)字顯示燈的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于信號顯示、特別是交通信號顯示的數(shù)字顯示燈。
現(xiàn)有的交通信號數(shù)字顯示機配合紅黃綠三色交通信號燈以紅色數(shù)字形式遞減顯示紅綠信號的剩余時間，使司機能夠準確地把握剎車和起動時機，減小了盲目性，它對疏導交通秩序、緩和擁擠現(xiàn)象起到了一定的積極作用。但是，現(xiàn)有的交通信號數(shù)字顯示機(見專利申請?zhí)?1105670.x)的取樣電路是利用變壓器(易受交流干擾)直接從紅色信號燈兩端采集紅色信號的變化情況，再經(jīng)整形電路將紅色信號的起始時間和終止時間兩個信號送到計算機，計算機根據(jù)這兩個信號執(zhí)行程序后，計算出紅色信號時間和綠色信號加黃色信號的總時間，再經(jīng)驅(qū)動電路控制顯示裝置的七段顯示數(shù)碼以紅色顯示紅綠信號的剩余時間?，F(xiàn)有的交通信號數(shù)字顯示機不但具有需專門另接220V電源線供電和變壓器取樣易受干擾等缺點，而且它作為輔助設備要與主設備——光源為白熾燈的紅黃綠三色傳統(tǒng)信號燈一起架設在路口上。這樣，不但結(jié)構(gòu)復雜費用高，而且還給人以雜亂無章的感覺。同時，由于主輔兩種設備不是一體和兩者顏色變化不能隨時同步等原因，使人們在通過路口時既要照顧信號燈的顏色，又要看數(shù)字顯示機的數(shù)字變化情況，這樣左顧右看很不符合人們的判斷心理和視覺習慣。
本實用新型的目的旨在改進上述不足而提供一種不需專門另接220V電源線就能自動可靠地進行紅黃綠信號變化又能以同步變色的數(shù)字形式遞減顯示紅黃綠信號剩余時間的一體化交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，以便使人們看起來更加直觀、一目了然。
本實用新型的目的可以通過如下措施來達到用紅黃綠三種發(fā)光二極管作為發(fā)光元件，將顯示裝置排列組成一個燈體和一個一位或兩位七段顯示數(shù)碼的結(jié)構(gòu)。整機的源動力直接取自交通信號機發(fā)出的紅黃綠三個信號。對應這三個信號分別用了三個變壓器，它們的輸出電壓，不但要施加給工作電源，同時還要施加給負載電源。由于紅黃綠三個信號輪流出現(xiàn)，與之相對應的三個變壓器也是輪流工作的。所以，為保證工作電源不間斷工作，就得在每個變壓器的次級各接一個整流橋，并使這三個整流橋的輸出端都接到工作電源穩(wěn)壓電路的輸入端即可。負載電源對應這三個變壓器也用了三個整流橋，這三個整流橋分別接了三個穩(wěn)壓電路，而形成三個相互獨立又相互有牽連的電源。它們隨交通信號機發(fā)出的紅黃綠三個信號的輪流出現(xiàn)而輪流向顯示裝置的紅黃綠三種發(fā)光二極管供電。取樣整形電路包括紅色和黃色兩個信號取樣整形電路。紅色信號取樣整形電路的輸入信號取自接紅色信號的變壓器的次級，紅色信號的變化情況經(jīng)此電路取樣整形反相后輸入計算機，計算機接受的是紅色信號的起始時間和終止時間兩個信號。而黃色信號取樣整形電路的輸入信號取自接黃色信號的變壓器的次級。黃色信號的變化情況經(jīng)此電路取樣整形反相后輸入計算機，計算機接受的只是黃色信號的起始時間信號。計算機根據(jù)上述三個中斷信號執(zhí)行程序后，即可計算出紅黃綠三種信號的顯示時間，再經(jīng)驅(qū)動電路控制顯示裝置的燈體顯示相應顏色的信號，并同時控制七段顯示數(shù)碼以與信號相同的顏色顯示當前信號的剩余時間。
取樣整形電路的輸入信號經(jīng)一電阻接到兩個相互反向并聯(lián)的發(fā)光二極管兩端，而與這兩個發(fā)光二極管組成光電耦合器的光敏電阻與另一電阻串聯(lián)后接到工作電源的輸出端，從這兩電阻間的接點處經(jīng)斯密特反相器向計算機提供外部中斷信號。當光敏電阻的阻值隨信號的出現(xiàn)與消失而發(fā)生變化時，在上述兩電阻間的接點處，就會形成與輸入信號同步變化的矩形波，經(jīng)整形反相后，此矩形波的上、下沿就可用作為計算機的外部中斷信號。
顯示裝置的燈體和七段顯示數(shù)碼可分別設置，也可疊加設置在一起。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點采用本實用新型這一套設備就能起到原來主輔兩套設備的作用，并且取代了傳統(tǒng)的信號燈。這樣不但徹底消除了傳統(tǒng)信號燈需經(jīng)常更換燈泡的麻煩。而且能使交通路口的設施更加簡潔美觀。
以下結(jié)合附圖和具體實施方案對本實用新型作進一步的詳細說明。


圖1為本實用新型的原理方框圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；圖3為本實用新型顯示裝置的燈體和七段顯示數(shù)碼疊加設置示意圖；圖4為本實用新型取樣整形電路A、B兩點波形圖。
如圖1所示，本實用新型由電源變壓裝置1，工作電源2，負載電源3，取樣整形電路4，專用計算機5，驅(qū)動電路6，顯示裝置7所組成。
在圖2所示的電路原理圖中，電源變壓裝置1由三個變壓器BR、BY、BG組成。這三個變壓器的輸入端R、Y、G分別接交通信號機輸出的紅黃綠三個信號，交通信號機來的公共線接BR、BY、BG的公共輸入端O。三個變壓器的輸出不僅要向工作電源2供電，而且要向負載電源3供電，其中的變壓器BR、BY還要向取樣整形電路4提供信號。
工作電源2由三個整流橋ZL1、ZL2、ZL3和穩(wěn)壓電路W組成，三個整流橋的正輸出端同時接到W的輸入端17，三個整流橋的負輸出端接地線，W的輸出為工作電源的輸出端VC。ZL1的輸入接BR的次級11、12，ZL2的輸入接BY的次級13、14，ZL3的輸入接BG的次級15、16。這樣當紅黃綠三個信號輪流出現(xiàn)時，三個整流橋就輪流工作，從而保證了工作電源2的供電不斷。
負載電源3由DR、DY、DG三個電源組成，其中DR由整流橋ZL4和穩(wěn)壓電路WR組成，ZL4的正輸出端接WR的輸入端18，WR的輸出端為VR；DY由整流橋ZL5和穩(wěn)壓電路WY組成，ZL5的正輸出端接WY的輸入端19，WY的輸出端為VY；DG由整流橋ZL6和穩(wěn)壓電路WG組成，ZL6的正輸出端接WG的輸入端20，WG的輸出端為VG。ZL4的輸入端接BR的次級11、12，ZL5的輸入端接BY的次級13、14，ZL6的輸入端接BG的次級15、16，ZL4、ZL5、ZL6的負輸出端接地線。這樣，在紅黃綠三個信號輪流出現(xiàn)時，三個電源DR、DY、DG就能輪流向顯示裝置的紅黃綠三種發(fā)光二極管提供電壓。
取樣整形電路4由紅色信號取樣整形電路QR和黃色信號取樣整形電路QY兩部分組成。在QR中，發(fā)光二極管LED3、LED4相互反向并聯(lián)后再經(jīng)與之串聯(lián)的電阻R4接到變壓器BR的次級11、12，電阻R5和光敏電阻R6相接于A點，R5的另一端接地線，R6的另一端接工作電源的輸出端VC，LED3、LED和R6組成光電耦合器。當紅色信號出現(xiàn)時，LED3、LED4發(fā)光，R6阻值變小，A點電位升高，當紅色信號消失時，A點電位降低，這樣A點電位就隨著紅色信號的出現(xiàn)與消失而形成一個矩形波(見圖4)，此矩形波經(jīng)斯密特反相器IC3整形反相后的波形的下降沿(對應A點波形的上升沿)所對應的時間即為紅色信號的起始時間t1(也就是黃色信號的終止時間)。此矩形波經(jīng)兩個串聯(lián)的斯密特反相器IC1和IC2整形反相后的波形的下降沿(對應A點波形的下降沿)所對應的時間即為紅色信號的終止時間t2(也就是綠色信號的起始時間)。以上元件構(gòu)成紅色信號取樣整形電路QR。在QY中，發(fā)光二極管LED1、LED2相互反向并聯(lián)后，再經(jīng)與之串聯(lián)的電阻R1接到變壓器BY的次級13、14，電阻R2與光敏電阻R3相接于B點，R2的另一端接地線，R3的另一端接工作電源的輸出端VC，LED1、LED2和R3組成光電耦合器，當黃色信號出現(xiàn)時，LED1、LED2發(fā)光，R3阻值變小，B點電位升高，黃色信號消失時，B點電位降低。這樣，B點電位就隨著黃色信號的出現(xiàn)與消失而形成一個矩形波(見圖4)，此矩形波經(jīng)斯密特反相器IC4整形反相后的波形的下降沿(對應B點波形的上升沿)所對應的時間即為黃色信號的起始時間t3(也就是綠色信號的終止時間)。以上元件構(gòu)成黃色信號取樣整形電路QY。
專用計算機5由單片機8031和外圍線路J組成，它的引腳P3.2、P3.3、P3.5都用作為外部中斷輸入端，引腳P3.2接IC3的輸出，引腳P3.3接IC2的輸出，引腳P3.5接IC4的輸出，專用計算機5利用這三個引腳不斷收到的對應于t1、t2、t3的三個中斷信號，經(jīng)執(zhí)行程序，就計算出紅色信號時間(圖4中的t1和t2之間)、黃色信號時間(圖4中的t3和t1之間)和綠色信號時間(圖4中的t2和t3之間)，再由8031的P1口經(jīng)驅(qū)動電路IC5輸出來控制燈體D顯示相應顏色的信號，由Po口經(jīng)驅(qū)動電路IC6輸出來控制七段顯示數(shù)碼S以相應的顏色顯示當前信號的剩余時間。如果專用計算機5只收到從8031的引腳P3.5來的信號，說明當時是黃燈閃爍(夜間)，Po口不輸出控制七段數(shù)碼S的顯示信號。
驅(qū)動電路6由IC5和IC6兩片集成電路ULN2003A組成。
顯示裝置7的燈體D和七段顯示數(shù)碼S是由紅黃綠三種發(fā)光二極管及限流電阻通過串并聯(lián)排列組成的。紅黃綠三種發(fā)光二極管的正極分別接負載電源3的三個電壓輸出端VR、VY、VG，三種發(fā)光二極管的負極與驅(qū)動電路相接。這樣，就保證了顯示裝置7的供電與控制要求。顯示裝置7的燈體D和七段顯示數(shù)碼S可分別設置，也可疊加設置在一起(見圖3)。
權(quán)利要求1.一種交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，由電源變壓裝置(1)，工作電源(2)，負載電源(3)，取樣整形電路(4)，專用計算機(5)，驅(qū)動電路(6)，顯示裝置(7)所組成，其特征在于電源變壓裝置(1)有三個變壓器BR、BY、BG，工作電源(2)中有三個整流橋ZL1、ZL2、ZL3，ZL1、ZL2、ZL3的輸出端都接到穩(wěn)壓電路W的輸入端(17)，負載電源(3)由DR、DY、DG三個電源組成，對應三個電源的整流橋分別是ZL4、ZL5、ZL6，三個電源的輸出端VR、VY、VG分別接顯示裝置(7)的紅黃綠三種發(fā)光二極管的正極，取樣整形電路(4)由紅色信號取樣整形電路QR和黃色信號取樣整形電路QY兩部分組成，三個變壓器BR、BY、BG的輸入端R、Y、G分別接交通信號機來的紅、黃、綠三條信號線，交通信號機來的公共線接BR、BY、BG的公共輸入端O，整流橋ZL1、ZL4與紅色信號取樣整形電路QR三者的輸入端并聯(lián)后接到變壓器BR的輸出端(11)、(12)，整流橋ZL2、ZL5與黃色信號取樣整形電路QY三者的輸入端并聯(lián)后接到變壓器BY的輸出端(13)、(14)，整流橋ZL3、ZL6兩者的輸入端并聯(lián)后接到變壓器BG的輸出端(15)、(16)，顯示裝置(7)的燈體D和七段顯示數(shù)碼S是由紅、黃、綠三種發(fā)光二極管及限流電阻排列組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，其特征是紅色信號取樣整形電路QR中的發(fā)光二極管LED3和LED4相互反向并聯(lián)后再經(jīng)與之串聯(lián)的電阻R4接到變壓器BR的次級(11)、(12)，電阻R5與光敏電阻R6相接于A點，R5的另一端接地線，R6的另一端接工作電源的VC端，LED3、LED4、R6三者要組裝在一起以形成光電耦合器，A點經(jīng)整形反相器接計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，其特征是黃色信號取樣整形電路QY中的發(fā)光二極管LED1和LED2相互反向并聯(lián)后再經(jīng)與之串聯(lián)的電阻R1接到變壓器BY的次級(13)、(14)，電阻R2與光敏電阻R3相接于B點，R2的另一端接地線，R3的另一端接工作電源的VC端，LED1、LED2與R3三者要組裝在一起以構(gòu)成光電耦合器，B點經(jīng)整形反相器接計算機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，其特征是顯示裝置(7)的燈體D和七段顯示數(shù)碼S可分別設置，也可疊加設置在一起。
專利摘要一種既能進行紅黃綠信號變色，又能以相應顏色的數(shù)字形式遞減速顯示紅黃綠信號剩余時間的交通信號同步變色數(shù)字顯示燈，它由工作電源2，負載電源3，取樣整形電路4，電源變壓裝置1，專用計算機5，驅(qū)動電路6和顯示裝置7所組成，其特點是直接利用交通信號機輸出的紅黃綠三個信號，經(jīng)三個變壓器向負載電源和工作電源提供源動力，并向取樣整形電路提供信號，計算機根據(jù)取樣整形電路來的信號執(zhí)行程序，再經(jīng)驅(qū)動電路來控制由紅黃綠三種發(fā)光二極管排列組成的燈體和七段顯示數(shù)碼工作。
文檔編號G08G1/081GK2225073SQ9423594
公開日1996年4月17日 申請日期1994年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者李子斌, 肖紹文, 周玉玲 申請人:煙臺海通電子有限公司