交通信號(hào)燈控制機(jī)的設(shè)計(jì)及硬件結(jié)構(gòu)分析

信號(hào)機(jī)硬件結(jié)構(gòu)分析

以普通十字交叉口四相位交通控制為例分析，信號(hào)機(jī)要通過紅、黃、綠三種燈色實(shí)現(xiàn)對(duì)路口機(jī)動(dòng)車及行人的有效通行控制，需要7個(gè)信號(hào)燈：機(jī)動(dòng)車的左轉(zhuǎn)，直行，右轉(zhuǎn)綠燈，直行禁止紅燈，黃燈，行人紅燈，行人綠燈，所以交通信號(hào)控制機(jī)需提供四個(gè)方向共4*7=28路信號(hào)輸出通道。

對(duì)交叉每個(gè)方向直行，左轉(zhuǎn)不同車道入口車流量通過埋設(shè)的檢測(cè)線圈進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，共需8紅數(shù)據(jù)，因此需要8個(gè)輸入通道。另外，信號(hào)機(jī)要實(shí)現(xiàn)干道和區(qū)域協(xié)調(diào)控制，以及與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換，必須有通訊接口。

系統(tǒng)中所用到的所有鎖存器、譯碼器等常規(guī)邏輯器件及信號(hào)燈檢測(cè)都可以通過一片CPLD(EPM7032)實(shí)現(xiàn)。

為了不占用較多的單片機(jī)I/0口，采用總線方式實(shí)現(xiàn)2B路信號(hào)燈的輸出控制，用4片74LS377鎖存，ULN2803芯片作為輸出驅(qū)動(dòng)，實(shí)際的路口信號(hào)燈要經(jīng)過功率驅(qū)動(dòng)模塊輸出。

為保證信號(hào)機(jī)輸出與交叉口紅色相對(duì)應(yīng)，還要取出可能產(chǎn)生的綠沖突燈位，其對(duì)其檢測(cè)，采用CPLD實(shí)現(xiàn)邏輯分析電路，有綠沖突時(shí)產(chǎn)生中斷后報(bào)警，啟動(dòng)黃閃控制。

時(shí)鐘電路

時(shí)鐘電路用米給信號(hào)機(jī)提供實(shí)時(shí)時(shí)間，信號(hào)機(jī)可以根據(jù)當(dāng)前時(shí)間自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)時(shí)段表中設(shè)置的運(yùn)行方案，因此提供準(zhǔn)確的時(shí)間非常重要。

通訊模塊

通訊模塊用米實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)數(shù)據(jù)的傳輸以及信號(hào)機(jī)的聯(lián)網(wǎng)控制，采用標(biāo)準(zhǔn)RS232端口連接MCDEM，

實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊能力，在通訊之前，需協(xié)調(diào)上位機(jī)與單片機(jī)的通訊格式，采用相互一致的通訊協(xié)議。信號(hào)機(jī)

接收上位機(jī)下傳的配時(shí)數(shù)據(jù)。或?qū)⑴鋾r(shí)配色數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)備份。借助通訊網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)可控制多個(gè)路口的信號(hào)機(jī)，形成“線控”或“面控”系統(tǒng)。

車輛檢測(cè)模塊

通過車道上埋設(shè)的地感線圈檢測(cè)接口，對(duì)每個(gè)方向直行，左轉(zhuǎn)不同車道入口車流量數(shù)據(jù)采集，共采集8組數(shù)據(jù)，由74LS138譯碼器選通檢測(cè)，即選通哪一路，該路感應(yīng)振蕩電路工作，將檢測(cè)數(shù)據(jù)送入單片機(jī)。