第一篇：交通信號燈及控制系統(tǒng)設(shè)備安裝與施工詳解（模版）
交通信號燈及控制系統(tǒng)設(shè)備安裝與施工詳解
交通信號系統(tǒng)包括機(jī)箱、燈桿、SCATS檢測線圈、電纜與電線、取電電源、防雷與接地、管井與管道等設(shè)施設(shè)備，下面介紹各個(gè)部分的材料、安裝要求和施工工序。
機(jī)箱
1．信號機(jī)箱無特殊情況時(shí)一般安裝在路口的西南角。
2．信號機(jī)箱的安裝應(yīng)考慮設(shè)置在人行橫道上視野寬闊、不妨礙行人及車輛通行、能觀察到交叉口的交通狀況和信號燈的變化狀況、并能容易駁接電源的地點(diǎn)。
3．信號機(jī)箱的基礎(chǔ)位置與人行橫道的路緣距離應(yīng)在 50～100cm，與路緣平行，基礎(chǔ)高于地面 20cm，平面尺寸應(yīng)和信號機(jī)箱底座尺寸一致，地面以下的水泥鋼筋基礎(chǔ)至少 70cm深。
4．在有可能積水的地面安裝信號機(jī)箱時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加基礎(chǔ)高度，防止信號機(jī)被積水淹沒。
5．信號機(jī)箱安裝完畢后，應(yīng)將機(jī)箱底部的接線孔用填充物密封，防止潮氣侵蝕。
6．信號機(jī)箱安裝時(shí)，保護(hù)接地線、避雷器接地線的接地施工應(yīng)符合 GB50169《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定；接地完畢，測量信號機(jī)箱接地電阻小于 4Ω。
燈桿
燈桿制作
1．信號燈桿所屬的立柱、法蘭盤、地腳螺栓、螺母、墊片、加強(qiáng)筋等金屬構(gòu)件及懸臂、支撐臂、拉桿、抱箍座、夾板等附件的防腐性能應(yīng)符合 GB/T18226《高速公路交通工程鋼構(gòu)件防腐技術(shù)條件》的規(guī)定。
2．信號燈桿應(yīng)采用圓形或多棱形經(jīng)熱鍍鋅處理的鋼管制造。
3．信號燈桿安裝前須經(jīng)過防銹處理，底層噴涂富鋅防銹底漆，外層噴涂銀灰色瓷漆。
4．機(jī)動(dòng)車立柱式燈桿距路面約 350mm 處留有拉線孔和拉線孔門，人行道和非機(jī)動(dòng)立柱式燈桿距路面約300mm 處留有拉線孔和拉線孔門。
5．立柱式燈桿拉線孔門應(yīng)設(shè)有防盜措施，孔內(nèi)設(shè)置接地端子座，以便接駁地線。
6．立柱式燈桿頂部安裝燈具處應(yīng)留有出線孔，并配備橡膠護(hù)套、電纜線回水彎掛鉤，燈桿頂部應(yīng)安裝塑料或經(jīng)防腐處理的內(nèi)套式金屬防水管帽。
7．懸臂式燈桿懸臂桿與支撐桿使用圓形或多棱形的變截面型材制作，懸臂與燈桿連接端宜焊接固定法蘭盤，懸臂下應(yīng)留有進(jìn)線孔和出線孔。
8．懸臂式燈桿拉桿宜使用圓鋼制作，一端配有可調(diào)距離的螺旋扣，直徑和長度根據(jù)懸臂長度確定。
9．信號燈桿桿體底部應(yīng)焊接固定法蘭盤，法蘭盤與桿體之間應(yīng)均勻焊接加強(qiáng)筋。
燈桿安裝
1．懸臂式燈桿支撐臂使用抱箍、抱箍座與燈桿連接固定；拉桿與燈桿、拉桿與懸臂、支撐臂與懸臂可使用夾板連接固定；安裝時(shí)使用的固定螺栓、螺母、墊圈應(yīng)使用熱鍍鋅件并用彈簧墊圈壓緊。
2．緊固標(biāo)準(zhǔn)件全部采用不銹鋼材料。
3．信號燈桿安裝應(yīng)保證桿體垂直，傾斜度不得超過±0.5%。
4．信號燈桿安裝應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，能抵抗 12 級大風(fēng)或者一般移動(dòng)物體的撞擊。
5．信號燈桿保護(hù)接地電阻應(yīng)小于 4Ω。
SCATS檢測線圈
材料要求
1．檢測線圈應(yīng)采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣尼龍護(hù)套、線芯標(biāo)稱面積不少于 2.5 mm2的單芯線，符合機(jī)械部JB/T10261－2001 《額定電壓 450／750V 及以下聚氯乙烯絕緣尼龍護(hù)套電線和電纜》中的 RVN 系列電線（鍍錫銅芯 PVC絕緣尼龍護(hù)套軟電線）標(biāo)準(zhǔn)。
2．檢測線圈傳輸電纜應(yīng)采用多支銅芯、鍍錫、聚氯乙烯絕緣、128 密編鍍錫銅網(wǎng)屏蔽、線芯標(biāo)稱面積不少于0.75 mm2的雙芯絞合線，即國標(biāo)中的 RVVP 系列電線（PVC絕緣護(hù)套屏蔽軟電線）。
3．線圈電纜電阻小于 5Ω，傳輸電纜電阻小于 10Ω。
安裝要求
1．檢測線圈在車道中間長方形設(shè)置，尺寸規(guī)格為 2.5m×4.5m。
2． SCATS 線圈布設(shè)在交叉口進(jìn)口車道內(nèi)，作為 SCATS 信號控制系統(tǒng)的前端檢測設(shè)施。
3． SCATS 線圈安裝在道路表面切槽里，切槽槽縫寬 6mm，深約 80mm，引向路邊的槽深 100mm。設(shè)置在車道中間，長邊與停車線平行，距停車線距離約 1.5m，視實(shí)際條件許可，可作適當(dāng)后移。
4． SCATS 線圈在切槽內(nèi)的繞線方向和繞線圈數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)廠家的技術(shù)要求,線圈不應(yīng)有接頭、斷裂、打結(jié)或者外皮損壞等現(xiàn)象。
5．切槽內(nèi)的線圈通過引線連接到檢測器井，再通過饋線電纜連接至信號機(jī)井。饋線電纜在檢測器井內(nèi)應(yīng)留有 2m 的余量，在信號機(jī)井內(nèi)應(yīng)留有 3m 余量，且每根饋線電纜應(yīng)分別進(jìn)行方向和車道的編號。
6．檢測器線圈的引線不超過 20m，與饋線電纜的接頭應(yīng)位于檢測器井內(nèi)，接頭全密封連接，防水和防潮。
7．安裝在水泥路面上的線圈封裝時(shí)使用環(huán)氧樹脂，安裝在瀝青路面上的線圈封裝時(shí)使用瀝青；封裝體要充滿槽內(nèi)縫隙，略高于路面，不得有氣泡和漏封。
8．避免將車輛檢測線圈橫跨在二塊水泥板上或設(shè)置于瀝青與水泥板交界面上；當(dāng)路面有伸縮縫，線圈離縫距離要大于 200mm。
9．設(shè)置車輛檢測線圈的 500mm 范圍內(nèi)不應(yīng)有金屬物體。
10．線圈避免安裝在凹凸不平的路面上，遇到以上情況應(yīng)適當(dāng)把線圈位置前移或后移。
電纜與電線
材料要求
1．電纜生產(chǎn)廠家應(yīng)具有《中國國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書（3C認(rèn)證）》以及質(zhì)檢部門產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。
2．信號控制系統(tǒng)供電電纜應(yīng)采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣和護(hù)套（RVV）、線芯標(biāo)稱面積不少于 4mm2的雙芯線，電纜長度超過 100m 時(shí)應(yīng)采用線芯標(biāo)稱不小于 10mm2的雙芯線。
3．交通燈信號控制電纜應(yīng)采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣和護(hù)套（RVV）、線芯標(biāo)稱面積不少于 1.5mm2的四芯或五芯線；四芯電纜的顏色分別為綠、紅、白、黑，五芯電纜的顏色分別為綠、黃、紅、白、黑。
4．機(jī)動(dòng)車信號燈采用五芯電纜連接，綠、黃、紅顏色電纜分別連接信號燈對應(yīng)的 3 種顏色，黑色電纜連接零線，白色電纜備用；一組機(jī)動(dòng)車信號燈采用一根電纜與信號機(jī)連接，中間嚴(yán)禁接駁。
5．行人信號燈采用四芯電纜連接，綠、紅顏色電纜分別連接行人信號燈對應(yīng)的 2 種顏色，黑色電纜連接零線，白色電纜備用；一組行人信號燈采用一根電纜與信號機(jī)連接，中間嚴(yán)禁接駁。
6．保護(hù)接地線應(yīng)采用銅芯、黃綠間條聚氯乙烯絕緣（BVR）、線芯標(biāo)稱面積不少于 10mm2的單芯線。
電纜敷設(shè)
1．交通信號控制系統(tǒng)使用的電纜，一般采用地下敷設(shè)，在某些特殊情況下，使用架空方式，電纜的架空敷設(shè)要報(bào)建設(shè)單位審批。
2．電纜敷設(shè)時(shí)不允許在管道或交通井內(nèi)有接頭。
3．電纜兩端使用相同的號碼套管編碼以便日后的維修。
4．電纜的連接部分要有足夠的導(dǎo)體保證信號控制系統(tǒng)的全負(fù)載運(yùn)行。
5．放線后每根電纜線尾端應(yīng)獨(dú)立密封，防止雨水滲入線內(nèi)。
6．引向信號燈桿的每根電纜應(yīng)在最靠近立柱的拉線井內(nèi)留有余量，人行燈燈桿應(yīng)預(yù)留 2m，機(jī)動(dòng)車燈桿應(yīng)預(yù)留 3m，懸臂式燈桿應(yīng)預(yù)留 3m。
7．引向信號機(jī)的每根電纜應(yīng)在信號機(jī)基礎(chǔ)旁的接線井內(nèi)留有 3m 余量。
8．電纜采用架空敷設(shè)應(yīng)滿足以下要求：
(1)架空電纜線直接掛于防銹、耐腐蝕的鋼絞線上。
(2)在信號機(jī)引出處 2.5m 以下應(yīng)使用鋼質(zhì)穿線管，穿線管頂部應(yīng)有倒 U 字型回水彎或安裝防水出線管帽。
(3)引向懸掛安裝于高架路墩柱或人行天橋底部交通燈的電纜，應(yīng)先在這些建筑物表面上裝置硬塑料管，再穿放電纜。
取電
1．交叉口交通信號設(shè)施的取電，須經(jīng)當(dāng)?shù)芈窡艄芾聿块T的批準(zhǔn)，采用就近接入本地路燈供電系統(tǒng)的低壓單相 220 伏電力電源的方式。
2．采用管道的形式從交叉口信號機(jī)箱旁的交通井敷設(shè)電力電纜到附近的路燈開關(guān)箱。
3．信號機(jī)專用的開啟式開關(guān)容量不小于 20A。
防雷與接地
1.系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的接地系統(tǒng)，防止雷電對設(shè)備造成損壞，防止桿件、機(jī)箱因外殼漏電引起的觸電事故；不允許連接其他部門的地線作為系統(tǒng)的地線使用；對于通信線路要采取專門避雷措施進(jìn)行保護(hù)。
2.設(shè)備接地應(yīng)采取共用接地的方法，將所有機(jī)箱和桿件的接地端子連接一起，形成環(huán)狀，統(tǒng)一連接到一個(gè)接地裝置，使得整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)接地電阻小于 4Ω。
3.接地使用 75×5×2000mm鍍鋅角鋼。
管井與管道
一般規(guī)定管道一般應(yīng)采用高密度聚乙烯管（HDPE 管）或熱鍍鋅鋼管，除特殊說明外內(nèi)管直徑一般為 90mm。
形式與設(shè)置位置
1．信號控制交叉口管道系統(tǒng)由各種管井和管道構(gòu)成。
2．管井分為交通總井、交通大井、信號機(jī)通信井、信號燈連接井、車輛檢測器連接井、路段通信井。
（1）交通總井：位于信號機(jī)附近，采用 2 號井形式，平面尺寸 1160×960mm，深 1300mm。
（2）交通大井：一般設(shè)置四個(gè)（超過四路的交叉口可多設(shè)），位于交叉口四個(gè)角路緣附近，與主管道一起構(gòu)成交叉口主管道系統(tǒng)；采用 2 號井的形式，尺寸同上。
（3）信號機(jī)通信井：在信號機(jī)附近設(shè)置信號機(jī)通信井，采用 4 號井的形式，平面尺寸為 760×760mm，深600mm。
（4）信號燈連接井：燈桿定位如果不是在交通大井旁，每只信號燈燈桿旁 1m 內(nèi)要設(shè)置信號燈連接井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
（5）車輛檢測線圈連接井：采用 SCATS區(qū)域控制或者感應(yīng)控制的交叉口，在停車線正對的人行道位置，設(shè)置車輛檢測線圈連接井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
（6）路段通信井：采用 SCATS 區(qū)域控制系統(tǒng)的交叉口，兩個(gè)交叉口間進(jìn)行通信的，每隔 30m 左右要設(shè)置路段通信井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
3．交叉口的管道分為主管道和支管道：
（1）主管道：采用環(huán)形敷設(shè)，連接各交通大井以及信號機(jī)總井。
（2）支管道：采用放射方式敷設(shè)，連接交通大井和交通小井或者交通小井與交通小井。
4．信號控制管道系統(tǒng)管井和管道設(shè)置的數(shù)量和位置應(yīng)根據(jù)交叉口的實(shí)際情況進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)交叉口的設(shè)置如圖 5.28 所示。
管井施工
1．管道采用明挖方式施工時(shí)，交通井應(yīng)盡可能靠近交叉口人行橫道線范圍內(nèi)，設(shè)置在人行道或渠化島上；人行道上的交通井應(yīng)與路緣平行，距路緣尺寸在 0.5～1m左右。
2．管道采用頂管方式施工時(shí)，交通井應(yīng)按照頂管施工的位置設(shè)置。
3．嚴(yán)禁在馬路面或人行道低洼積水處設(shè)置交通井。
4．在交通井施工過程如發(fā)現(xiàn)已有管線及障礙物體，不能滿足交通井的尺寸和深度要求的，應(yīng)選擇臨近地點(diǎn)進(jìn)行重新開挖直至滿足要求。
5．交通井完工后井蓋應(yīng)高出地面 0.5～1.5cm，井環(huán)井蓋吻合良好，井口表面平整，四周無破損、漏水；管道底部與井底的距離應(yīng)大于 20cm，井內(nèi)的管道口應(yīng)切齊至距井壁 5cm左右，用內(nèi)套式帶拉手環(huán)套管蓋對管道進(jìn)行密封。
6．在一些改造路口，受環(huán)境限制要在機(jī)動(dòng)車道設(shè)置交通井的，需提前上報(bào)業(yè)主，且必須使用鋼筋水泥搗制的井框和能經(jīng)車輛重壓的金屬井蓋。
7．所有人行道交通井井蓋應(yīng)符合廣州市市市政園林局規(guī)定的人行道裝飾型井蓋的要求。
管道施工
1．新建交叉口主管道橫跨車行道時(shí)的埋設(shè)深度為 700mm，橫跨人行道的埋設(shè)深度為 500mm；改造交叉口主管道橫跨車行道的埋設(shè)深度為 500mm，橫跨人行道的埋設(shè)深度為 400mm；管道埋設(shè)深度是指地表面至埋入地下的最上層管道表面的深度。
2．管道設(shè)計(jì)時(shí)，2 號井管道底部距井底高度大于 500mm，4 號井管道底部距井底高度大于 200mm，以保證雨水或污水不能流進(jìn)交通井內(nèi)管道。
3．支管道一般在人行道或渠化島上埋設(shè)，埋設(shè)深度為 300mm。
4．主管道在明挖時(shí)應(yīng)預(yù)埋 5根直徑 90mm 的熱度鋅鋼管，頂管時(shí)應(yīng)預(yù)埋 5條直徑 90mm 的 HDPE 管。
5．支管道施工時(shí)應(yīng)預(yù)埋設(shè) 1～2條直徑 90mm 的 HDPE 管。
第二篇：交通信號燈控制系統(tǒng)
交通信號燈控制系統(tǒng)(紅綠燈系統(tǒng))
1、概述
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，營運(yùn)車輛擁有量的增加使道路市場必須規(guī)范有序，交通安全管理必須上一新臺階。按照“高起點(diǎn)規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，高效能管理”的思路，堅(jiān)持把城市化作為城市經(jīng)濟(jì)的一大戰(zhàn)略來抓，積極建設(shè)城區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施工程，建立交通安全管理網(wǎng)絡(luò)。嚴(yán)格抓好交通管理，以加強(qiáng)交通隊(duì)伍建設(shè)和行業(yè)文明建設(shè)。
對****信號控制系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，在*****新建設(shè)一套信號控制系統(tǒng)
2、設(shè)計(jì)依據(jù)
? 《道路交通信號控制機(jī)》（GB25280-2010）? 《道路交通信號燈》（GB14887-2011）
? 《道路交通信號燈設(shè)置與安裝規(guī)范》（GB14886-2006）? 《道路交通信號倒計(jì)時(shí)顯示器》（GA/T508-2004）
? 《道路交通安全違法行為圖像取證技術(shù)規(guī)范》（GA/T832-2009）? 《交通信號機(jī)技術(shù)要求與測試方法》（GA/T47-93）? 《道路交通信號機(jī)標(biāo)準(zhǔn)》（GA47-2002）? 《道路交通信號燈安裝規(guī)范》（GB14866-94）
3、設(shè)計(jì)原則
本期工程按“國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)”的原則設(shè)計(jì)方案，提供完整、最新而成熟的產(chǎn)品，并保證各項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備的先進(jìn)性、實(shí)用性和擴(kuò)展性。提高交通道路口的車輛通行速度，保證道路暢通。因此該系統(tǒng)是建設(shè)暢通工程中的重要措施之一。
信號控制系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)充分結(jié)合本路段的工程自身特點(diǎn)，在達(dá)到適時(shí)、適量地提供交通信息，確保行車安全目的的同時(shí)，盡可能與道路的整體效果相結(jié)合。
1）設(shè)計(jì)思路
以有效地管理道路交通，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理、美觀為目的，嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定設(shè)置信號燈等交通設(shè)施。交通擁擠情況主要發(fā)生在車流人流相對集中的主要繁華城區(qū)路口和路段，根據(jù)現(xiàn)有主要交通干道路面寬度劃分車道，基本可以滿足城區(qū)車輛通行的需要。
2）預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
完善城區(qū)交通安全設(shè)施布局，規(guī)范行車和行人秩序，減少交通事故，一定程度上改善城市形象。
4、交通信號控制系統(tǒng)功能
（1）圖形與界面
系統(tǒng)界面中文化、圖形化、菜單化。命令操作方式靈活多樣，并對錯(cuò)誤操作發(fā)出警告或禁止執(zhí)行。
能多用戶、多窗口顯示，顯示窗口可縮放、移動(dòng)。
具有圖形編輯工具，可以對圖形的區(qū)域背景、路口背景等進(jìn)行用戶化編輯。背景地圖可按管理區(qū)域和路口進(jìn)行縮放和漫游顯示。
能夠?qū)崟r(shí)顯示路口設(shè)備、路口設(shè)備工作狀態(tài)及信號控制模式等信息。系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地顯示路口信號燈的運(yùn)行狀況，并可對某一路口的信號燈變化進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；還可以根據(jù)需要直接對信號機(jī)進(jìn)行手動(dòng)操作功能。
能夠用圖表顯示交通流量、占有率等統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。（2）用戶管理
系統(tǒng)能夠支持至少50個(gè)用戶的使用和管理，對用戶的名稱、密碼和訪問角色等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。
能夠設(shè)立訪問角色，能夠定義相應(yīng)的訪問權(quán)限，每個(gè)用戶可以對應(yīng)多個(gè)角色。組管理：每個(gè)組可以有多個(gè)用戶，所有用戶不能重名，不同的組可以管理不同的路口設(shè)備。
記錄用戶登錄和退出系統(tǒng)的時(shí)間及用戶使用過的操作命令，顯示用戶是否在線。
禁止多用戶對同一對象同時(shí)進(jìn)行控制操作，并給出提示信息。（3）日志管理
操作員記錄：操作員登錄/退出時(shí)間、部分重要操作命令記錄。記錄保存時(shí)間：系統(tǒng)至少保留最近12個(gè)月的綜合日志記錄。記錄查詢：可根據(jù)日期范圍、時(shí)間范圍、用戶等各種限定，方便快捷地查詢各類日志記錄。（4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫
總體要求：支持Oracle數(shù)據(jù)庫，具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、交通數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理功能。
參數(shù)設(shè)置：每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)均附有數(shù)據(jù)定義和有效值范圍的在線說明；系統(tǒng)自動(dòng)檢測所有數(shù)據(jù)項(xiàng)輸入數(shù)據(jù)的合理性，提示并拒絕不合理及非法的數(shù)據(jù)輸入；易于數(shù)據(jù)修改和更新。
交通數(shù)據(jù)存儲：能夠?qū)Σ杉慕煌▽?shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和管理，保證數(shù)據(jù)的快速存取、編輯和刪除。
數(shù)據(jù)庫管理：
禁止未授權(quán)使用者進(jìn)入數(shù)據(jù)庫操作界面。
多用戶同時(shí)對不同數(shù)據(jù)對象的修改、刪除無沖突，禁止同時(shí)修改同一數(shù)據(jù)對象并有沖突報(bào)警顯示。
詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)修改人員、修改內(nèi)容和時(shí)間。支持多用戶數(shù)據(jù)庫查詢、訪問。（5）數(shù)據(jù)采集存儲
中心計(jì)算機(jī)從現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)（秒級）采集以下交通數(shù)據(jù)： 路口到達(dá)方向分流向（左、直、右）的車流量 路口到達(dá)方向分流向（左、直、右）的車輛占有率 路口到達(dá)方向分流向（左、直、右）的放行時(shí)間 路口到達(dá)方向分流向（左、直、右）的斷流次數(shù) 路口到達(dá)方向分流向（左、直、右）的最大斷流間隔 以上數(shù)據(jù)保存15日。
流量、占有率的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)隨時(shí)向交通信號控制系統(tǒng)管理平臺開放性提供。（6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
中心計(jì)算機(jī)對采集的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析，形成設(shè)定時(shí)間、區(qū)域范圍的交通統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，內(nèi)容包括：路口的交通流量、路口交通占有率； 中心計(jì)算機(jī)對采集的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，分別形成15分鐘和1小時(shí)時(shí)間段的交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并按15分鐘數(shù)據(jù)保存半年、1小時(shí)數(shù)據(jù)保存一年進(jìn)行存儲，并隨時(shí)向交通信號控制系統(tǒng)管理平臺開放性提供。（7）系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視
中心計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視：
系統(tǒng)中心設(shè)備、傳輸設(shè)備及路口設(shè)備工作狀態(tài)
路口信號控制模式、控制方案、信號狀態(tài)等交通控制狀態(tài)
交通信號狀態(tài)信息在信號燈色變化時(shí)向交通信號控制系統(tǒng)管理平臺實(shí)時(shí)開放性傳送。（8）系統(tǒng)故障報(bào)警
中心計(jì)算機(jī)監(jiān)視以下各類故障： 系統(tǒng)中心軟/硬件故障 傳輸單元故障
信號控制器、車輛檢測器等路口設(shè)備故障
上述故障均有詳細(xì)的分類故障代碼；故障發(fā)生時(shí)通過異常信息顯示進(jìn)行報(bào)警并生成故障記錄；故障消除后或操作員確認(rèn)后取消報(bào)警。（9）時(shí)鐘校準(zhǔn)功能
中心計(jì)算機(jī)具有如下時(shí)鐘校準(zhǔn)功能：
接受交通信號控制系統(tǒng)管理平臺的時(shí)鐘校準(zhǔn)。
對路口信號控制器進(jìn)行自動(dòng)時(shí)鐘校準(zhǔn)，校時(shí)命令每天執(zhí)行1次,校時(shí)時(shí)間可設(shè)置。
時(shí)鐘格式為：年、月、周、日、時(shí)、分、秒，校時(shí)誤差小于1秒。（10）時(shí)間表功能
系統(tǒng)具有時(shí)間表控制功能
設(shè)置時(shí)間包括年、月、周、日、時(shí)、分、秒。日時(shí)段劃分不得低于16個(gè)，方案數(shù)不得少于32個(gè)。設(shè)置內(nèi)容應(yīng)包括事件、控制模式、控制方案等。
系統(tǒng)可分別設(shè)置工作日、周末、節(jié)日或特別指定日的時(shí)間表，系統(tǒng)根據(jù)日期自動(dòng)改變執(zhí)行時(shí)間表。（11）系統(tǒng)優(yōu)化
根據(jù)路口檢測的交通流信息自動(dòng)進(jìn)行交通控制參數(shù)的優(yōu)化并執(zhí)行優(yōu)化配時(shí)方案，提高路口通行能力。（12）動(dòng)態(tài)方案選擇控制
根據(jù)實(shí)時(shí)交通流檢測信息，從預(yù)設(shè)方案庫中調(diào)用適宜方案。（13）線協(xié)調(diào)控制
按照系統(tǒng)時(shí)間表設(shè)置進(jìn)行線協(xié)調(diào)控制。（14）感應(yīng)式控制
系統(tǒng)能夠響應(yīng)沖突方向的車輛感應(yīng)請求，進(jìn)行半感應(yīng)或全感應(yīng)控制。（15）行人控制
路口行人過街控制應(yīng)具有請求式控制方式和預(yù)案式控制方式。
系統(tǒng)能夠在線協(xié)調(diào)或區(qū)域協(xié)調(diào)控制的條件下及時(shí)響應(yīng)或等待響應(yīng)路段行人過街請求，使行人利用交通流間隙過街通行。（16）緊急車輛優(yōu)先控制
系統(tǒng)能夠按預(yù)定時(shí)間和預(yù)定路線進(jìn)行綠波信號推進(jìn)，以滿足各種重大活動(dòng)、重大事件及特殊警務(wù)的通行需求。
系統(tǒng)對路口信號機(jī)強(qiáng)行控制，指定某一階段放行、黃閃或者全紅。能響應(yīng)特殊情況下的警務(wù)、消防、救護(hù)、搶險(xiǎn)等特種車輛的緊急請求，使車輛迅速通過沿線路口。
（17）方案模擬演示
設(shè)置好的配時(shí)方案，模擬演示路口信號燈的變化情況，查看運(yùn)行效果以便于分析配時(shí)方案中存在的潛在影響。（18）強(qiáng)制控制
允許系統(tǒng)中心操作員直接控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的相位組信號。（19）上下載功能
中心計(jì)算機(jī)能選擇性地上載和動(dòng)態(tài)存儲路口信號控制器的基本配置、時(shí)間表以及各種控制方案。
中心計(jì)算機(jī)能選擇性地下載基本配置、系統(tǒng)時(shí)間表和各種控制方案給路口信號控制器。
5、交通信號控制機(jī)
信號機(jī)
信號機(jī)符合行標(biāo)《GA47－2002道路交通信號控制機(jī)》的標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)《GB-25280-2010集中協(xié)調(diào)式信號機(jī)》的標(biāo)準(zhǔn)，并兼容國標(biāo)GB－T20999的通訊協(xié)議。本信號機(jī)采用多智能節(jié)點(diǎn)分布式架構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)以32位微處理器作為控制核心，通過CAN總線進(jìn)行內(nèi)部通訊。32路環(huán)型線圈車輛檢測或視頻車輛檢測器（可選）本信號機(jī)具有獨(dú)立硬黃閃功能，可以在不關(guān)燈的情況下進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)，給現(xiàn)場維護(hù)帶來方便。支持無線遙控、點(diǎn)動(dòng)等現(xiàn)場人工控制功能；持GPS模塊對本地進(jìn)行校時(shí)；支持多達(dá)32組的獨(dú)立燈組通道輸出；支持視頻和線圈車流輛檢測；具有單燈組輸出回路檢測功能，對紅綠沖突等各種嚴(yán)重故障有著完善的降級處理。本機(jī)有著多種人機(jī)交互接口，通過本地信號機(jī)內(nèi)的液晶模塊、設(shè)置終端、指揮中心都可以實(shí)現(xiàn)完整的方案設(shè)置和信號機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。對于各用戶的不同控?zé)粜枨?，方案設(shè)置方便、靈活、易于操作。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，有著完善的事務(wù)管理機(jī)制并能對信號機(jī)發(fā)生事件、故障等信息進(jìn)行存儲及顯示。信號機(jī)內(nèi)具有加熱和排風(fēng)的裝置，可根據(jù)外界的溫度不同自動(dòng)加熱或排風(fēng)，以適應(yīng)外界環(huán)境溫度變化。
信號機(jī)具有無纜線控、單點(diǎn)優(yōu)化、感應(yīng)控制等功能；在智能交通指揮中心控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)線控、區(qū)域協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)優(yōu)化控制等功能；
1、具備32位微處理器
2、可編程的32相位控制，96路可控硅輸出（可選）
3、相位沖突監(jiān)視和控制，信號燈故障檢測及報(bào)警
4、掉電時(shí)采集數(shù)據(jù)和配時(shí)參數(shù)不丟失
5、具有手動(dòng)、自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制方式
6、具有強(qiáng)制、黃閃、四面紅功能
7、具有本地遙控功能
8、具有固定方式、多時(shí)段控制方式、多方案選擇控制方式、感應(yīng)控制方式等多種控制方式
9、在線修改配時(shí)參數(shù)，在線顯示各相位狀態(tài)、故障狀態(tài)
10、時(shí)段劃分多達(dá)48個(gè)時(shí)段，可存儲32種控制方案
11、提供4個(gè)RS232接口、一個(gè)RS485接口，一個(gè)以太網(wǎng)接口，可實(shí)現(xiàn)電話線、專線、光纖、無線多種通訊
12、適合于單路口控制、主干道控制、區(qū)域控制。出現(xiàn)故障自動(dòng)降級使用
13、時(shí)鐘、日歷顯示和修改，支持GPS授時(shí)功能
14、自動(dòng)排風(fēng)、加熱功能
15、具有防雷、漏電保護(hù)功能
16、提供8路行人過街輸入接口 主要特點(diǎn)
1、全中文手動(dòng)操作界面
2、交通信息存儲功能
3、獨(dú)有的路口協(xié)調(diào)小面控功能
4、基于車頭時(shí)距的感應(yīng)控制功能
5、信號相位與信號燈組的自由編程
6、沖突相位硬件和軟件雙重監(jiān)視
7、信號燈故障檢測和報(bào)警
8、掉電數(shù)據(jù)不丟失，保存5年以上
9、輸入和輸出信號全部光電隔離
10、車輛數(shù)據(jù)檢測準(zhǔn)確率高
11、具有多相位的強(qiáng)制遙控
12、提供以太網(wǎng)接口和多個(gè)串口，便于網(wǎng)絡(luò)化
13、提供二次開發(fā)的透明接口，便于多系統(tǒng)的集成
14、模塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)
15、指揮中心軟件可實(shí)現(xiàn)信號機(jī)的遠(yuǎn)程控制
16、本地單點(diǎn)路口或區(qū)域的自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制
17、實(shí)時(shí)檢測交通流量數(shù)據(jù)；并將采集到的實(shí)時(shí)交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，傳送至本地、區(qū)域或中央控制系統(tǒng) 主要技術(shù)指標(biāo)
1)控制最大相位：32個(gè)；控制最多信號燈組：32組；車輛檢測最大路數(shù)：32路；
2)機(jī)柜外殼采用鋁合金材料或不銹鋼材料；遙控相位：8個(gè)；
3)遙控器：每臺信號機(jī)配2臺遙控器，8個(gè)相位選擇鍵，1個(gè)黃閃鍵、1個(gè)全紅鍵、4)1個(gè)全滅鍵、1個(gè)取消鍵，遙控距離大于50米，遙控器應(yīng)以燈光、聲響或振動(dòng)方式提示操作人員，交通信號控制機(jī)是否成功接收并執(zhí)行指令。5)為保證信號機(jī)用電安全，信號機(jī)機(jī)柜和驅(qū)動(dòng)線路應(yīng)采用漏電保護(hù)電路裝置。
6)信號機(jī)的機(jī)柜外側(cè)面應(yīng)設(shè)有手動(dòng)控制門，在僅打開手動(dòng)控制門的情況下可以實(shí)現(xiàn)
7)單點(diǎn)控制、黃閃控制、指定相位控制、關(guān)閉信號燈、關(guān)閉倒計(jì)時(shí)器、關(guān)閉遙控功能等操作。
智能交通信號控制機(jī)屬協(xié)調(diào)式戶外網(wǎng)絡(luò)型的交通信號控制機(jī)，適合于單路口多時(shí)段定時(shí)控制、多方案選擇控制、全（半）感應(yīng)控制，適合于多路口無纜協(xié)調(diào)、有纜協(xié)調(diào)的綠波帶控制，適合于指揮中心的遠(yuǎn)程控制、區(qū)域控制。在感應(yīng)控制、多方案選擇以及時(shí)制計(jì)劃生成方面均有自己的控制算法。智能交通信號控制機(jī)具有技術(shù)先進(jìn)、使用方便、功能齊全、模塊化設(shè)計(jì)、維護(hù)簡單，控制軟件接口透明，便于二次開發(fā)。采用自主開發(fā)的機(jī)動(dòng)車輛線圈檢測器、自有專利技術(shù)的單元式檢測型負(fù)載開關(guān)，整機(jī)性能價(jià)格比高。智能交通信號控制機(jī)具有多時(shí)段定時(shí)控制、多方案選擇控制、感應(yīng)控制、主干道無纜協(xié)調(diào)控制、集中協(xié)調(diào)控制等功能。將多個(gè)智能交通信號控制機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器連成交通控制網(wǎng)，對城市多路口、多條干線進(jìn)行控制，其基本架構(gòu)如下：
通過以太網(wǎng)通訊接口，與指揮中心控制系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)、接收指揮中心的遠(yuǎn)程控制、有纜線控、區(qū)域控制，并實(shí)現(xiàn)交通流量的自動(dòng)采集。
6、機(jī)動(dòng)車信號燈
發(fā)光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發(fā)光二極管。紅滿屏+黃滿屏內(nèi)含雙色數(shù)顯+綠滿屏，符合2011新國標(biāo)；倒15秒顯示，通訊式（通訊協(xié)議為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）信號燈取電，豎裝；
7、方向指示信號燈
發(fā)光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發(fā)光二極管；紅箭頭+黃箭頭內(nèi)含雙色數(shù)顯+紅箭屏，符合2011新國標(biāo)；倒15秒顯示，通訊式（通訊協(xié)議為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）信號燈取電，豎裝；
8、人行橫道信號燈
發(fā)光單元透光面直徑為300mm，光源采用超高亮發(fā)光二極管；紅、綠二色行人圖案單屏顯示，紅、綠二色數(shù)顯同屏顯示（綠色行人靜態(tài)/非機(jī)動(dòng)車）七字形連接片，2011新國標(biāo)；倒15秒顯示，通訊式（通訊協(xié)議為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）信號燈取電；
第三篇：交通信號燈控制系統(tǒng)
交通信號控制系統(tǒng)
1.設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通控制系統(tǒng)，要求：（1）東西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有綠燈、黃燈、紅燈指示，其持續(xù)時(shí)間分別是30秒、3秒和30秒，交通燈運(yùn)行的切換示意圖如圖1-1所示。
（2）系統(tǒng)設(shè)有時(shí)鐘，以倒計(jì)時(shí)方式顯示每一路允許通行的時(shí)間。
（3）
當(dāng)東西或南北兩路中任意一路出現(xiàn)特殊情況時(shí)，系統(tǒng)可由交警手動(dòng)控制立即進(jìn)入特殊運(yùn)行狀態(tài)，即紅燈全亮，時(shí)鐘停止記時(shí)，東西、南北兩路所有車輛停止通行；當(dāng)特殊運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束后，系統(tǒng)恢復(fù)工作，繼續(xù)正常運(yùn)行。
2．總體框圖
本系統(tǒng)主要由分頻計(jì)、計(jì)數(shù)器和控制器等電路組成，總體框圖如1-2所示。分頻計(jì)將晶振送來的信號變?yōu)?Hz時(shí)鐘信號；當(dāng)緊急制動(dòng)信號無效時(shí)，選擇開關(guān)將1Hz脈沖信號送至計(jì)數(shù)器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，并使控制器同步控制兩路紅、黃、綠指示燈時(shí)序切換；當(dāng)緊急制動(dòng)信號有效時(shí)，選擇開關(guān)將緊急制動(dòng)信號送至計(jì)數(shù)器使其停止計(jì)數(shù)，同時(shí)控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止運(yùn)行。
2-1 交通燈總體結(jié)構(gòu)框圖 模塊設(shè)計(jì)
（1）分頻器
設(shè)晶振產(chǎn)生的信號為2MHz，要求輸出1Hz時(shí)鐘信號，則分頻系數(shù)為2M，需要21位計(jì)數(shù)器。用VHDL設(shè)計(jì)的2M分頻器文本文件如下:
LIBRARY
IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY fenpin2m IS
PORT(clk:IN STD_LOGIC;
reset:IN STD_LOGIC;
--時(shí)鐘輸入
clk_out:out STD_LOGIC);END ENTITY fenpin2m;
ARCHITECTURE one OF fenpin2m IS signal count:integer range 0 to 1999999;
BEGIN
PROCESS(clk)
BEGIN
if reset='1' then
count<=0;
clk_out<='0';
else
if clk'EVENT and clk='1'THEN
IF count<999999 THEN
count<=count+1;
clk_out<='0';
ELSif count<1999999 then
count<=count+1;
clk_out<='1';
else
count<=0;
END IF;
END IF;
END IF;
END PROCESS;END one;
(2)模30倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 采用原理圖輸入法，用兩片74168實(shí)現(xiàn)。74168為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)U/DN=0時(shí)實(shí)現(xiàn)9~0減法計(jì)數(shù)，記到0時(shí)TCN=0;當(dāng)U/DN=1時(shí)實(shí)現(xiàn)0~9加法計(jì)數(shù)，計(jì)到9時(shí)TCN=0；ENTN+ENPN=0時(shí)執(zhí)行計(jì)數(shù)，否則計(jì)數(shù)器保持。該電路執(zhí)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)兩片計(jì)數(shù)器計(jì)到0時(shí)同步置數(shù)，因此該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是29~0，當(dāng)系統(tǒng)檢測到緊急制動(dòng)信號有效時(shí)，CP=0計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。
圖3-1 模30減法計(jì)數(shù)器電路圖
圖3-2 模30減法計(jì)數(shù)器仿真波形
（3）顯示譯碼器
顯示譯碼器為動(dòng)態(tài)顯示，用VHDL文本輸入法設(shè)計(jì)的七子段譯碼器如下：
圖3-3 顯示譯碼器的仿真波形
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
--調(diào)用庫文件
ENTITY xianshi IS
--實(shí)體開始
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
datain1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
datain2:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
--掃描時(shí)鐘信號
SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--數(shù)碼管選擇信號
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));--數(shù)碼管八端輸入 end xianshi;
--實(shí)體結(jié)束 ARCHITECTURE one OF xianshi IS
--結(jié)構(gòu)體開始 begin
PROCESS(CLK)
--進(jìn)程開始 VARIABLE TMP:STD_LOGIC_vector(1 downto 0);VARIABLE d:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--中間變量
begin
IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN
--時(shí)鐘上升沿有效
IF(TMP=“00”)THEN
TMP:=“01”;
d:=datain2;
CASE d IS
WHEN“0000”=>q<=“00111111”;
--0
WHEN“0001”=>q<=“00000110”;
--1
WHEN“0010”=>q<=“01011011”;
--2
WHEN“0011”=>q<=“01001111”;
--3 WHEN“0100”=>q<=“01100110”;
--4 WHEN“0101”=>q<=“01101101”;
--5 WHEN“0110”=>q<=“01111101”;
--6
WHEN“0111”=>q<=“00000111”;
--7
WHEN“1000”=>q<=“01111111”;
--8
WHEN“1001”=>q<=“01100111”;
--9
WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數(shù)碼管不顯示
END CASE;
elsif(tmp=“01”)then
TMP:=“00”;
--如果tmp為“001”即第2個(gè)數(shù)碼管顯示b輸入
d:=datain1;
CASE d IS
WHEN“0000”=>q<=“00111111”;
--0
WHEN“0001”=>q<=“00000110”;
--1
WHEN“0010”=>q<=“01011011”;
--2
WHEN“0011”=>q<=“01001111”;
--3
WHEN“0100”=>q<=“01100110”;
--4
WHEN“0101”=>q<=“01101101”;
--5
WHEN“0110”=>q<=“01111101”;
--6
WHEN“0111”=>q<=“00000111”;
--7
WHEN“1000”=>q<=“01111111”;
--8
WHEN“1001”=>q<=“01100111”;
--9
WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數(shù)碼管不顯示
END CASE;
end if;
end if;sel<=tmp;
--把tmp的值賦予sel
end process;
--進(jìn)程結(jié)束
end one;
（4）控制器
該模塊輸入為1Hz時(shí)鐘，和緊急制動(dòng)信號PE,輸出為兩路紅、黃、綠指示燈，當(dāng)緊急制動(dòng)信號無效（PE=1）時(shí)，兩路紅、黃、綠燈時(shí)序切換。當(dāng)緊急制動(dòng)信號有效時(shí)，選項(xiàng)開關(guān)將緊急制動(dòng)信號送至計(jì)數(shù)器使其停止計(jì)數(shù)，同時(shí)使控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止通行。用VHDL文本輸入法設(shè)計(jì)的控制器如下；
圖3-4控制器的仿真波形
LIBRARY
IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY contr IS
PORT(cp1:IN STD_LOGIC;
pe:IN STD_LOGIC;
chan:IN STD_LOGIC;
ra,ga,ya,rb,gb,yb:out STD_LOGIC);END ENTITY contr;ARCHITECTURE one OF contr IS signal count:integer range 0 to 59;
BEGIN
process(cp1)
begin
if pe='0'then
count<=0;
else
IF(cp1'EVENT AND cp1='1')THEN
if count<59 then
count<=count+1;
else
count<=0;
end if;
end if;end if;END PROCESS;PROCESS BEGIN
if pe='1'then
if chan='1' then
if count<30 then
rb<='0';
gb<='1';
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end if;end process;end one;交通燈原理圖
圖4-1 交通燈原理圖
第四篇：交通信號燈控制系統(tǒng)
山西大學(xué)工程學(xué)院 第I頁
摘要
隨著中國城鎮(zhèn)化速度的較快，交通事故也日趨發(fā)生，所以合理的交通控制方法能有效的緩解交通擁擠、減少尾氣排放及能源消耗、縮短出行延時(shí)，改善我國獨(dú)有的交通問題。而平面交叉口是城市交通的關(guān)鍵，它是整個(gè)城市道路的瓶頸地帶，對其進(jìn)行交通信號控制方法的研究具有重大意義，所以交通信號燈是維護(hù)城市交通的主要設(shè)施。
我們本次復(fù)雜的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是利用AT89C51制作并仿真.并且在單片機(jī)的選擇上，考慮到電路的簡單和成本的削減，我們選擇性價(jià)比最好的AT89C51，而且能夠使程序簡單。可以添加恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?，?shí)時(shí)監(jiān)控道路情況，對各種情況的處理實(shí)行緊急情況優(yōu)先級最高，其次行人優(yōu)先通過，最后車流量高的方向，給予更多的通過時(shí)間，采用中斷的方法，由中斷根據(jù)各種不同的情況選擇合適的處理程序處理。通過單片機(jī)控制交通燈不僅能提高我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，而且能夠熟練掌握C語言的編程方法，掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器、外部中斷的使用方法和簡單程序的編寫，最終提高邏輯抽象能力和動(dòng)手能力。
關(guān)鍵字：AT89C51
中斷
交通信號控制
山西大學(xué)工程學(xué)院 第II頁
目錄1 社會需求.........................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2 設(shè)計(jì)目的.........................................錯(cuò)誤！未定義書簽。3 設(shè)計(jì)思路及框圖....................................................1 3.1 交通燈設(shè)計(jì)..................................................1 3.2 交通燈定時(shí)控制..............................................2 3.3 傳感器智能控制..............................................4 4 硬件電路設(shè)計(jì)......................................................4 4.1 單片機(jī)電源電路..............................................4 4.2 單片機(jī)復(fù)位電路..............................................4 4.3 交通LED燈外圍驅(qū)動(dòng)電路......................................5 4.4 按鍵控制電路................................................6 4.5 單片機(jī)主電路................................................7 4.6 整體電路圖設(shè)計(jì)..............................................8 5 軟件設(shè)計(jì)..........................................................9 5.1 系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計(jì)..........................................9 5.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)...............................................10 5.3 仿真顯示結(jié)果...............................................17 總 結(jié).............................................................17 參考文獻(xiàn)...........................................................18
山西大學(xué)工程學(xué)院 第1頁
1社會需求
目前在世界范圍內(nèi)，一個(gè)以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，以信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。為使我國盡快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)信息化，趕上發(fā) 達(dá)國家水平，必須加速發(fā)展我國的信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)怎樣與實(shí)際應(yīng)用更有效的結(jié)合并有效的發(fā)揮其作用是科學(xué)界最熱門的話題，也是當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng) 用中空前活躍的領(lǐng)域。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的管理，用以控制過往車輛的正常運(yùn)作。設(shè)計(jì)目的
本設(shè)計(jì)首先從定時(shí)控制著手，解決交叉口交通控制過程中存在的問題，但是定時(shí)控制信號周期固定，不能根據(jù)實(shí)際的交通流狀況隨時(shí)調(diào)整信號控制參數(shù)，因此造成很多不必要的時(shí)間等待和資源浪費(fèi)。對左轉(zhuǎn)車輛較少的單交叉口一般采用有固定左轉(zhuǎn)相位的定時(shí)控制方法，此信號控制中的左轉(zhuǎn)車輛通行對直行車輛影響很大。行人過街信號與上游交叉口的不協(xié)調(diào)導(dǎo)致車輛通過上游交叉口后遇到行人過街而再次停車?；谏鲜鼋徊婵谛盘柨刂拼嬖诘膯栴}，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下研究：①介紹了常用定時(shí)信號控制算法和感應(yīng)信號控制的基本工作原理，分析了傳統(tǒng)定時(shí)控制的優(yōu)越性和局限性。②設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)信號控制方法，這種方法能使交叉口根據(jù)實(shí)際交通情況選擇合理的定時(shí)信號配時(shí)方案，不過這個(gè)需要配備額外的感應(yīng)器。
本設(shè)計(jì)將要完成紅燈停，綠燈行，黃燈停3S的操作，并且如當(dāng)一道有車而另一道無車是，交通燈控制系統(tǒng)能立即讓有車的車道放行，單人行道上人數(shù)較多時(shí)，智能轉(zhuǎn)換交通燈狀態(tài)，行人優(yōu)先通過，當(dāng)有緊急車輛（如110、112、119等急救車）要求通過時(shí)，此系統(tǒng)應(yīng)能禁止普通車輛通行，路口的信號燈全部變紅，以便讓緊急車輛通過。假定緊急車輛通過時(shí)間為2s，緊急車輛通過后，交通燈恢復(fù)先前狀態(tài)。
3設(shè)計(jì)思路及框圖 3.1交通燈設(shè)計(jì)
首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。設(shè)有一個(gè)南北（SN）向和東西(WE)向的十字路口，兩方向各有兩組相同交通控制信號燈，每組各有四盞信號燈，分別為直行信號燈（S）、左拐信號燈（L）、紅燈（R）和黃燈（Y），交通控制信號
山西大學(xué)工程學(xué)院 第2頁
燈布置如圖1所示。
根據(jù)交通流量不同，交通信號燈的控制可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制。平時(shí)使用自動(dòng)控制，高峰區(qū)可使用傳感器智能化控制。智能控制時(shí)，傳感器通過檢測道路交通情況對交通信號燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；自動(dòng)控制時(shí)，交通信號燈控制規(guī)律用圖2狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖來描述。
圖1
紅綠燈顯示系統(tǒng)框圖
3.2交通燈定時(shí)控制
圖2
紅綠燈系統(tǒng)控制流程圖
山西大學(xué)工程學(xué)院 第3頁
定時(shí)控制系統(tǒng)控制流程圖如上圖2，初始狀態(tài)0為SN直行WE紅燈，然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1為SN黃燈WE紅燈。過一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài)2為SN左拐WE紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，SN黃燈WE紅燈。過一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài)4，SN紅燈WE直行。然后狀態(tài)4，SN紅燈WE直行。狀態(tài)5為SN紅燈WE黃燈。狀態(tài)6為SN紅燈WE左拐。狀態(tài)7為SN紅燈WE黃燈。又循環(huán)至狀態(tài)0，重復(fù)循環(huán)上述狀態(tài)。
3.3傳感器智能控制
圖3 磁檢測器方框圖
交通燈在采用智能化控制時(shí)，采用磁感應(yīng)車輛檢測器.這種環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設(shè)備。這些埋設(shè)在道路表面下的線圈可以檢測到車輛通過時(shí)的電磁變化進(jìn)而精確地算出交通流量。交通流量是交通統(tǒng)計(jì)和交通規(guī)劃的基本數(shù)據(jù)，通過這些檢測結(jié)果可以用來計(jì)算占用率(表征交通密度)，在使用雙線圈模式時(shí)還可以提供速度、車輛行駛方向、車型分類等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于交通管理和統(tǒng)計(jì)是極為重要的，可通過分析這些數(shù)據(jù)，然后通過外部中斷動(dòng)態(tài)控制交通燈的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)道路交通燈的智能化控制，讓交通燈根據(jù)實(shí)際情況轉(zhuǎn)換狀態(tài)。原理框圖如上圖圖3所示。
對于交通信號燈來說，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號燈的顯示情況是相同的，所以可以用一個(gè)I/O控制相同的兩燈，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的I/O口上的P0口中的8個(gè)引腳即可來控制16個(gè)信號燈。通過編寫程序，實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通過定時(shí)器精確延時(shí)送顯，在原有的交通信號燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。通過添加感應(yīng)器檢測車流量、人行道情況通過外部中斷動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)人、山西大學(xué)工程學(xué)院 第4頁
車流量，使交通更加智能，提高道路運(yùn)行速率。硬件電路設(shè)計(jì) 4.1單片機(jī)電源電路
圖4 電源電路
如上圖圖4所示是電源電路，這里開關(guān)用的雙路開關(guān)，雙路開關(guān)并聯(lián)能更好的確保給后級提供更大電流。電容C4、C5，都是隔離斷開直流的，在這里添加了一個(gè)發(fā)光二極管指示燈，在我們打開開關(guān)的時(shí)候，這個(gè)二極管會亮，下面的R12為限流電阻，給發(fā)光二極管提供合適的電流。
4.2 單片機(jī)復(fù)位電路
單片機(jī)的復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式。本次設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位設(shè)計(jì)，如下圖5所示。
圖5 按鍵復(fù)位電路
當(dāng)這個(gè)電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容起到隔離直流的作用，隔離了+5V，而左側(cè)的
山西大學(xué)工程學(xué)院 第5頁
復(fù)位按鍵是彈起狀態(tài)，下邊部分電路就沒有電壓差的產(chǎn)生，所以按鍵和電容 C1 以下部分的電位都是和GND 相等的。按鍵復(fù)位有 2 個(gè)過程，按下按鍵之前，RST 的電壓是 0V，當(dāng)按下按鍵后電路導(dǎo)通，同時(shí)電容也會在瞬間進(jìn)行放電，會處于高電平復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)松開按鍵后，先是電容充電，然后電流逐漸減小直到 RST 電壓變 0V 的過程。按下按鍵的瞬間，電容兩端的 5V 電壓會被直接接通，此刻會有一個(gè)瞬間的大電流沖擊，會在局部范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁干擾，為了抑制這個(gè)大電流所引起的干擾，在電容放電回路中串入一個(gè) 18 歐的電阻來限流。
4.3 交通LED燈及外圍驅(qū)動(dòng)電路
圖6交通LED燈電路
將NS道上的兩個(gè)同色燈連在一起，WS道上的同色燈也彼此相連(此處用發(fā)光二極管模擬實(shí)際的交通燈，各發(fā)光二極管的陽極通過保護(hù)電阻接到+5v的電源上，發(fā)光二極管的陰極接到單片機(jī)的P0口)用AT89C51單片機(jī)的P0.0—P0.7共8根輸出線控制各色交通燈的點(diǎn)亮與熄滅；為了更加直觀的顯示紅綠燈的情況，用了共陽極數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)顯示，由于靜態(tài)顯示需要占用過多的IO口，這里用動(dòng)態(tài)掃描，用P1控制數(shù)碼管的斷選信號端，P2.6、P2.7控制數(shù)碼管的位選信號端，可以顯示出每個(gè)燈的倒計(jì)時(shí)。緊急車輛通過時(shí)，采用外部觸發(fā)按鍵實(shí)時(shí)中斷方式進(jìn)行處理。根據(jù)該系統(tǒng)的功能要求及所用元器件，設(shè)計(jì)硬件電路，電路原理圖如圖6所示。
由于單片機(jī)的輸出電流有限，需要用到芯片驅(qū)動(dòng)LED，使LED可以正常使用，這里使用74LS245，74LS245是一個(gè)雙向緩沖器，引腳AB是方向引腳，這
山西大學(xué)工程學(xué)院 第6頁
個(gè)引腳為高電平的時(shí)候，右側(cè)所有的電壓都等于左側(cè)對應(yīng)編號的電壓，所以這里AB引腳接的+5V電源，即高電平。圖中還有排阻RP1做為上拉電阻。引腳OE為輸出使能端，低電平有效。在74LS245輸出端有R3~R10的限流電阻，給LED燈提供恰當(dāng)?shù)碾娏鳌?/p>
在LED的陽極接有PNP三極管，可以通過單片的P2.5控制所有的LED的通斷，只有P2.5端電平為高時(shí)LED才能正常工作，通過單片機(jī)的P0口控制LED的狀態(tài)。數(shù)碼管的顯示也需要大電流，這里外接上拉電阻可以提供足夠的電流，原理圖中用了排阻RP2，可以使數(shù)碼管正常工作。交通LED燈驅(qū)動(dòng)電路如圖7所示。
圖7 交通LED燈驅(qū)動(dòng)電路
4.4 按鍵控制電路
圖8 按鍵控制LED電路圖
山西大學(xué)工程學(xué)院 第7頁
智能化控制中使用到傳感器，傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)分析，然后反饋到單片機(jī)外部中斷，通過中斷程序選擇合適的處理程序。
整個(gè)交通燈控制系統(tǒng)通過按鍵模擬控制LED的狀態(tài)，SW1控制LED是定時(shí)循環(huán)還是智能控制，SW2控制LED燈是順序切換狀態(tài)還是手動(dòng)選擇LED狀態(tài)。SW1按下觸發(fā)外部中斷0進(jìn)去中斷程序，在中斷程序中可以通過查詢方式判斷P3.7是否按下，如果檢測到P3.7為低電平則SW2按鍵按下，系統(tǒng)進(jìn)入只能控制LED狀態(tài)模式，單片機(jī)通過檢測P2.0~P2.3的電平狀況確定LED燈要顯示的狀態(tài)，例如：若單片機(jī)檢測到端口P2.0電平為低，則要求交通燈要WE方向左拐，系統(tǒng)調(diào)用左拐子程序，使單片機(jī)控制LED燈先NS黃燈閃3下，然后NS紅燈亮，WE左拐指示燈變綠。如果系統(tǒng)監(jiān)測到P3.7為高電平則SW2彈起，系統(tǒng)進(jìn)入只能順序切換模式，單片機(jī)檢測P2.4的電平情況，檢測到一次說明按鍵按下一次，交通的按照定時(shí)方式的順序變換狀態(tài)，使交通燈穩(wěn)定順次執(zhí)行。
如果遇到十字路口發(fā)生交通事故，可以觸發(fā)緊急逼停按鍵，這樣四個(gè)方向都為紅綠燈，等突發(fā)情況處理完畢后，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理程序。這樣可以根據(jù)實(shí)際的車、人流量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)交通燈，智能解決各種突發(fā)情況，按鍵控制電路如圖8所示。
按鍵消抖有兩種方式：硬件消抖和軟件消抖，硬件消抖需要引進(jìn)RS觸發(fā)器或者單穩(wěn)態(tài)電路，這需要額外的硬件開支，而軟件消抖只需要用延時(shí)函數(shù)就可以完成，因此這里選擇軟件消抖。
4.5 單片機(jī)主電路
采用這款芯片及克服了采用8031需要添加外部外部程序存儲器導(dǎo)致電路復(fù)雜的缺點(diǎn)，又克服了采用8751導(dǎo)致電路制作成本高的缺點(diǎn)，AT89C51單片機(jī)芯片具有以下特性：
1）指令集合芯片引腳與Intel公司的8051兼容； 2）4KB片內(nèi)在系統(tǒng)可編程FLASH程序存儲器； 3）時(shí)鐘頻率為0~33MHZ；
4）128字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫存儲器（RAM）； 5）6個(gè)中斷源，2級優(yōu)先級； 6）2個(gè)16位定時(shí)/記數(shù)器；
山西大學(xué)工程學(xué)院 第8頁
圖9 單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)圖
4.6 整體電路圖設(shè)計(jì)
圖10 AT89C21單片機(jī)交通燈控制電路
本次設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)，其中P0.0—P0.8共8根輸出線控制各色交通燈的點(diǎn)亮與熄滅，通過外部中斷0控制交通燈的切換方式，端口P3.7控制在
山西大學(xué)工程學(xué)院 第9頁
智能模式下是順次轉(zhuǎn)換狀態(tài)還是動(dòng)態(tài)選擇，在順序轉(zhuǎn)換模式下P2.4控制交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在動(dòng)態(tài)模式下，根據(jù)傳感器分析數(shù)據(jù)結(jié)果，通過P2.0~P2.3控制交通的的各種狀態(tài)。P1和P2.7、P2.6控制數(shù)碼管的顯示，可以直觀的看到交通燈的狀態(tài)。在傳感器檢測某一方向車流量過多，或者人行道上滯留行人過多，或有緊急車輛通過時(shí)，采用外部觸發(fā)中斷實(shí)時(shí)中斷方式進(jìn)行處理，這時(shí)可按下SW1、SW2兩按鍵，然后智能選擇交通燈的狀態(tài)，選擇合適的交通燈，讓滯留過多的方向通過時(shí)間長點(diǎn)，讓道路更加通暢。上圖10為整個(gè)交通燈控制系統(tǒng)的整體電路圖。軟件設(shè)計(jì)
5.1 系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計(jì)
開始各變量、端口初始化主程序顯示子程序N中斷信號Y中斷子程序
圖11 交通控制系統(tǒng)程序流程圖
根據(jù)硬件電路原理圖，并按系統(tǒng)的功能畫出程序流程圖。由于此系統(tǒng)較為簡單，故采用自上而下的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；對傳感器分析的數(shù)據(jù)處理，采用中斷的方法，由中斷選擇合適的處理程序處理，在傳感器不工作的時(shí)候，可以返回主程序執(zhí)行。程序流程如下圖11所示。
設(shè)計(jì)中斷處理程序時(shí)，最主要的地方是如何保護(hù)進(jìn)入中斷前的狀態(tài)(信號燈、P
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口、單片機(jī)寄存器的狀態(tài))，使得中斷程序執(zhí)行完畢后能問到交通燈中斷前的狀態(tài)。除了保護(hù)累加器ACC、標(biāo)志寄存器PSW外，還要注意主程序中的延時(shí)程序和中斷處理程序中的延時(shí)程序不能混用。
5.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
如下所示為整個(gè)系統(tǒng)控制程序：
#include
//延時(shí)計(jì)數(shù)
//按鍵次數(shù)計(jì)數(shù)
//數(shù)碼管顯示數(shù)值
//定時(shí)1秒計(jì)數(shù)
unsigned char table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82，0xF8,0x80,0x90,0x7f};//共陽極數(shù)碼管顯示編碼
unsigned char disdata[4];sbit NSL=P0^0;sbit NSS=P0^1;
//NS左拐指示燈 //NS直行指示燈 //NS紅燈指示燈 //NS黃燈指示燈 //WE黃燈指示燈 //WE紅燈指示燈 //WE直行指示燈 //WE左拐指示燈 //控制所有LED的滅 //數(shù)碼管位選端 //數(shù)碼管位選端 sbit NSR=P0^2;sbit NSY=P0^3;sbit WEY=P0^4;sbit WER=P0^5;sbit WES=P0^6;sbit WEL=P0^7;sbit P2_5=P2^5;sbit P2_6=P2^6;sbit P2_7=P2^7;sbit Key_1=P2^4;sbit Key_2=P2^3;sbit Key_3=P2^2;sbit Key_4=P2^1;sbit Key_5=P2^0;sbit Key_6=P3^7;
//手動(dòng)切換LED燈狀態(tài)
//選擇NS直行
//選擇WE直行
//選擇NS左拐
//選擇WE左拐
//選擇順序、隨機(jī)切換
sbit Key_7=P3^6;
//突發(fā)情況，四個(gè)方向全部紅燈 void Time0_Int()
{
//定時(shí)器0初始化
TMOD=0x01;TR0=1;EA=1;
山西大學(xué)工程學(xué)院 第11頁
} ET0=1;IT0 = 0;EX0 = 1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;
//延時(shí) m 毫秒 void Delay(unsigned int m){
} void NS_stra(){
} void NS_turn(){
} void NS_stop(){
} void WE_stra(){
} void WE_turn(){
} void WE_stop(){
unsigned int i,j;for(i=m;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);
//NS直行，WE紅燈
NSL=1;NSS=0;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS左拐，WE紅燈
NSL=0;NSS=1;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS黃燈，WE紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=1;NSY=0;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//WE直行，NS紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=1;WES=0;WER=1;WEY=1;
//WE左拐，NS紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=0;WES=1;WER=1;WEY=1;
//WE黃燈，NS紅燈
山西大學(xué)工程學(xué)院 第12頁
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=1;WEY=0;} void Opera_NS_stra()
{ if(Key_2==0){
Delay(10);
if(Key_2==0)
{
WE_stop();
Delay(3000);
NS_stra();
}
while(Key_2==0);} } void Opera_WE_stra()
{ if(Key_3==0){
Delay(10);
if(Key_3==0)
{
NS_stop();
Delay(3000);
WE_stra();
}
while(Key_3==0);} } void Opera_NS_turn()
{ if(Key_4==0){
Delay(10);
if(Key_4==0){
//手動(dòng)選擇NS直行
//手動(dòng)選擇WE直行
//手動(dòng)選擇NS左拐
山西大學(xué)工程學(xué)院 第13頁
}
}
} WE_stop();Delay(3000);NS_turn();while(Key_4==0);void Opera_WE_turn(){
}
void Opera_Red(){
}
void Choose(){
//手動(dòng)選擇WE左拐
if(Key_5==0){
}
//手動(dòng)選擇WE左拐 Delay(10);if(Key_5==0){
}
while(Key_5==0);NS_stop();Delay(3000);WE_turn();if(Key_7==0){
} Delay(10);if(Key_7==0){
}
while(Key_7==0);NSY=0;WEY=0;Delay(3000);WER=0;NSR=0;
//數(shù)碼管顯示初值判斷程序
山西大學(xué)工程學(xué)院 第14頁
if(count==10||count==470||count==930||count==1390){ } if(count==410||count==870||count==1330||count==1790)count2=20;
//判斷為綠燈，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)初值為20秒
{
count2=3;
} if(count3==20)
{
count2--;
count3=0;} }
void Ledshow()
{
disdata[0]=(count2%10);
disdata[1]=(count2/10);
P2_6=0;P2_7=1;P1=0x00;
P1=table[disdata[0]];
Delay(10);
P2_7=0;P2_6=1;P1=0x00;
P1=table[disdata[1]];
Delay(10);} void Auto()
{ if(count>10&&count<410)
{
NS_stra();Ledshow();} if(count>410&&count<470){
NS_stop();Ledshow();} if(count>470&&count<870){
//判斷為黃燈，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)初值為3秒
//定時(shí)1秒，每隔一秒倒計(jì)時(shí)減一
//數(shù)碼管顯示程序
//十位顯示的數(shù)值
//個(gè)位顯示的數(shù)值
//自動(dòng)轉(zhuǎn)換LED燈狀態(tài)，綠燈20秒，黃燈3秒
//NS直行指示燈顯示20秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示
//NS黃色指示燈顯示 3秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示 //NS左拐指示燈顯示20秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示
山西大學(xué)工程學(xué)院 第15頁
} NS_turn();Ledshow();if(count>870&&count<930)
//NS黃色指示燈顯示 3秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示
{
NS_stop();Ledshow();} if(count>930&&count<1330){
WE_stra();Ledshow();} if(count>1330&&count<1390){
WE_stop();Ledshow();} if(count>1390&&count<1790){
WE_turn();Ledshow();} if(count>1790&&count<1850){
WE_stop();Ledshow();} if(count>1850){
count=0;} } void main()
{ Time0_Int();P2_5=1;while(1){ Auto();Choose();
} }
//WE直行指示燈顯示20秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示
//WE黃色指示燈顯示 3秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示 //WE左拐指示燈顯示20秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示 //WE黃色指示燈顯示 3秒，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示
//主函數(shù)
山西大學(xué)工程學(xué)院 第16頁
void Time0()interrupt 1 {
}
//定時(shí)50ms TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;count++;count3++;void Interrput0()interrupt 0
//外部中斷0，用按鍵手動(dòng)切換LED燈狀態(tài) {
while(Key_6==0){
} P2_7=0;P2_6=0;if(Key_1==0){
} switch(count1){
case 1 :NS_stra();break;case 2 :NS_stop();break;case 3 :NS_turn();break;case 4 :NS_stop();break;
//根據(jù)按下的次數(shù)選擇顯示狀態(tài) Delay(10);if(Key_1==0){ } while(Key_1==0);count1++;
//檢測按鍵按下次數(shù) Delay(10);while(Key_6==0){
} Opera_NS_stra();Opera_WE_stra();Opera_NS_turn();Opera_WE_turn();
//判斷是順序，隨機(jī)顯示
Opera_Red();
山西大學(xué)工程學(xué)院 第17頁
}
} case 5 :WE_stra();break;case 6 :WE_stop();break;case 7 :count1=1;break;default: break;
5.3 仿真結(jié)果顯示
NS直行
NS左拐 NS黃燈
WE直行 WE左拐 WE黃燈
通過Protues對整個(gè)電路和程序仿真，仿真結(jié)果如上圖，啟動(dòng)電源后，交通燈先按照定時(shí)方式按照變換程序依次變換，同時(shí)數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。在傳感器檢測道路情況后并分析，把結(jié)果傳給單片機(jī)，通過外部中斷切換交通燈的變換狀態(tài)，這里用按鍵模擬傳感器檢測到的結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)檢測到的流量情況不同，對交通燈實(shí)時(shí)變換，按照行人優(yōu)先、高流量方向長時(shí)間放行設(shè)計(jì)，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
總
結(jié)
通過本次課程設(shè)計(jì)，我們在收獲知識的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了成熟.。在此過程中，我們通過查找資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑
山西大學(xué)工程學(xué)院 第18頁
戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。使用Protues和Keil作為我們的設(shè)計(jì)工具，很好地鍛煉自己的語言編程能力和軟件仿真能力，養(yǎng)成良好的語言編程風(fēng)格和模擬操作方式。不管怎樣，這些都是一種鍛煉，一種知識的積累，能力的提高。完全可以把這個(gè)當(dāng)作基礎(chǔ)東西，只有掌握了這些最基礎(chǔ)的，才可以更進(jìn)一步，取得更好的成績。當(dāng)然，我們還存在著很多不足，設(shè)計(jì)中有很多還完善的地方，期望以后可以做得更好
參考文獻(xiàn)
【1】《手把手教你學(xué) 51 單片機(jī)-C 語言版》--金沙灘工作室宋雪松編著，清華大學(xué)出版社。
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【3】肖洪兵.跟我學(xué)用單片機(jī)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8． 【4】徐惠民、安德寧． 單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用[M]．第1版．北京：北京郵電大學(xué)出版社，1996.【5】于鳳明．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社．1998． 【6】陳偉人.單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社, 2006.5.【7】趙曉安.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].天津：天津大學(xué)出版社，2001.3． 【8】《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》--牛昱光、李曉林等編著，電子工業(yè)出版社
第五篇：實(shí)訓(xùn)-交通信號燈控制系統(tǒng)
交通信號燈控制系統(tǒng)
重點(diǎn)內(nèi)容：
? LED顯示的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和LED顯示輸出掃描程序 ? 按鍵輸入電路和按鍵掃描程序 ? 時(shí)間中斷的使用。
一、實(shí)例說明
有如圖所示的街區(qū)十字路口，需要為十字路口設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的要求如下：東南西北每個(gè)方向各有一個(gè)紅綠燈組，每個(gè)紅綠燈組包含紅黃綠三種顏色的信號燈。
? 每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于車流量較小，為了節(jié)省電能各個(gè)方向的紅綠燈出于休息狀態(tài)（只亮黃燈）。
? 每天的6：00~23：00，紅綠燈出于工作狀態(tài)，兩個(gè)互相垂直方向的綠燈交替點(diǎn)亮來控制交通。交通燈工作狀態(tài)過程如后所示，在某一個(gè)時(shí)間段東南方向紅燈亮，西北方向綠燈亮；經(jīng)過一定的時(shí)間后，西北方向該為黃燈閃爍，此時(shí)東南方向保持紅燈；西北方向紅燈閃爍5秒后轉(zhuǎn)為紅燈，此時(shí)東南方向變?yōu)榫G燈。依此東南方向的紅綠燈和西北方向的紅綠燈循環(huán)往復(fù)。
? 交通信號燈控制系統(tǒng)提供了一個(gè)控制面板，交警可以通過該面板可以調(diào)整紅燈和綠燈亮的時(shí)間間隔、控制交通信號燈控制系統(tǒng)的開關(guān)等，從而達(dá)到控制交通流量的目的。交通信號燈控制系統(tǒng)的控制面板如下圖所示，該面板共有6個(gè)LED，每3個(gè)LED為一組，用于顯示交通信號燈的點(diǎn)亮?xí)r長（單位為秒）；面板上共有5個(gè)按鍵，用于控制交通燈控制系統(tǒng)的點(diǎn)亮?xí)r長和系統(tǒng)的開關(guān)。
二、硬件電路設(shè)計(jì)
1、LED輸出電路
? 本案例中共有6個(gè)LED，為了充分利用ARM微處理器的IO資源，我們采用掃描的方式。
? LED的輸出電路如上圖所示，為了使電路比較清晰，這里只畫出了其中兩個(gè)LED。每個(gè)七段碼LED的a~g端口是并聯(lián)，分別連接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一個(gè)管腳控制，6個(gè)七段碼LED的gnd端分別連接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。當(dāng)需要點(diǎn)亮其中某一個(gè)七段碼LED時(shí)，將對應(yīng)的gnd端口電平拉低，a~g端口根據(jù)需要顯示的數(shù)字給不同的電平。這種連接方式在某一特定時(shí)刻只能點(diǎn)亮其中一個(gè)七段碼LED，而其他的七段碼LED處于熄滅狀態(tài)。
? 為了讓他們看上去是同時(shí)點(diǎn)亮并且能夠顯示不同的數(shù)值，我們利用人眼的視覺暫留對他們進(jìn)行掃描，在一個(gè)比較短的始終周期內(nèi)（0.01s左右）輪流點(diǎn)亮6個(gè)七段碼LED。
2、按鍵電路
? 本案例中的共有5個(gè)按鍵，如下圖的控制面板所示，其中一個(gè)按鍵用來控制交通燈控制系統(tǒng)的開關(guān)，而其他四個(gè)按鍵用來調(diào)整紅燈和綠燈的持續(xù)時(shí)間 ? 按鍵電路如下圖 所示，當(dāng)沒有任何按鍵被按下時(shí)，所有與按鍵連接的管腳為高電平；
當(dāng)任意一個(gè)按鍵被按下時(shí)，相應(yīng)按鍵連接的管腳上為低電平。通過判斷那個(gè)按鍵連接的管腳為低電平，就可以判斷哪個(gè)按鍵被按下。
3、信號燈顯示控制電路
本案例中ARM微處理器驅(qū)動(dòng)信號燈的原理圖如圖 所示，ARM微處理器管腳的電流驅(qū)動(dòng)能力通常在幾個(gè)uA左右，不能直接用來驅(qū)動(dòng)繼電器，因此首先要通過電流驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電流放大，然后采用放大后的電流來驅(qū)動(dòng)繼電器。
各個(gè)ARM微處理器管腳控制的信號燈如圖 8-7所示。每個(gè)管腳控制一個(gè)信號燈，當(dāng)某管腳為低電平時(shí)，其所控制的信號燈熄滅；當(dāng)某一管腳為高電平時(shí)，其所控制的信號燈亮。ARM微處理器程序通過控制這些管腳的電平就可以控制信號燈的亮滅。
三、軟件設(shè)計(jì)
1、LED輸出程序
LED顯示函數(shù)的作用是將整型變量gtime和rtime的值顯示在LED上，其中g(shù)time和rtime都保證在0~999范圍內(nèi)，可以用3個(gè)LED來顯示。LED顯示函數(shù)的代碼如下圖所示。變量segid的值用來表示當(dāng)前應(yīng)該點(diǎn)亮6個(gè)七段碼LED中的哪一個(gè)，segid每隔(1/120)秒變化一次，變化一個(gè)周期（0~5）需要0.05秒。
switch(segid){ case 0:IO0SET=SEGS_GND;IO0CLR=(int)(1<<0);digi=(rtime%10);break;case 1:IO0SET=SEGS_GND;IO0CLR=(int)(1<<1);digi=(rtime%100)/10;break;…… default:break;}
接下來程序根據(jù)digi的值計(jì)算七段碼LED的a~g端的電平值，例如當(dāng)dig=0時(shí)，表示當(dāng)前顯示的LED需要顯示的數(shù)值為0，則應(yīng)該點(diǎn)亮下中LED的b和c端。因此g~a對應(yīng)的電平值為0000110，對應(yīng)的十六進(jìn)制值為0x06。
2、按鍵掃描程序
按鍵掃描函數(shù)主要作用是掃描控制面板上5個(gè)按鍵的狀態(tài)，根據(jù)各個(gè)按鍵的不同功能做出相應(yīng)的處理。
3、時(shí)間中斷處理函數(shù)
本案例中時(shí)間中斷處理函數(shù)有兩個(gè)作用：
? 產(chǎn)生LED掃描需要的間隔時(shí)間，由于控制LED顯示輸出的全局變量segid在每次時(shí)間中斷發(fā)生時(shí)加1，當(dāng)其值達(dá)到5時(shí)變回0重新循環(huán)。由于時(shí)間中斷的周期為1/120秒，因此segid每0.05秒循環(huán)一個(gè)周期，也就是LED刷新的周期為0.05秒。
? 控制交通燈亮的時(shí)間，變量time_cnt在0~11之間變化，循環(huán)周期為0.1秒。因此變量curtime每0.1秒變化一次。變量curtime在主函數(shù)中將用來與phase中的值比較，從而確定各個(gè)交通燈的狀態(tài)。
4、主函數(shù)
主函數(shù)的作用是完成交通燈控制系統(tǒng)的整個(gè)任務(wù)循環(huán)，函數(shù)反復(fù)對輸入按鍵進(jìn)行掃描，如果有按鍵請求則進(jìn)行處理。于此同時(shí)函數(shù)反復(fù)檢測當(dāng)前時(shí)間交通燈應(yīng)該所處的狀態(tài)，控制交通燈的輸出，并更新LED的顯示。
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