交通信號燈控制機的設計及硬件結構分析

信號機硬件結構分析

以普通十字交叉口四相位交通控制為例分析，信號機要通過紅、黃、綠三種燈色實現對路口機動車及行人的有效通行控制，需要7個信號燈：機動車的左轉，直行，右轉綠燈，直行禁止紅燈，黃燈，行人紅燈，行人綠燈，所以交通信號控制機需提供四個方向共4*7=28路信號輸出通道。

對交叉每個方向直行，左轉不同車道入口車流量通過埋設的檢測線圈進行數據采集，共需8紅數據，因此需要8個輸入通道。另外，信號機要實現干道和區域協調控制，以及與上位機的數據交換，必須有通訊接口。

系統中所用到的所有鎖存器、譯碼器等常規邏輯器件及信號燈檢測都可以通過一片CPLD(EPM7032)實現。

為了不占用較多的單片機I/0口，采用總線方式實現2B路信號燈的輸出控制，用4片74LS377鎖存，ULN2803芯片作為輸出驅動，實際的路口信號燈要經過功率驅動模塊輸出。

為保證信號機輸出與交叉口紅色相對應，還要取出可能產生的綠沖突燈位，其對其檢測，采用CPLD實現邏輯分析電路，有綠沖突時產生中斷后報警，啟動黃閃控制。

時鐘電路

時鐘電路用米給信號機提供實時時間，信號機可以根據當前時間自動執行預設時段表中設置的運行方案，因此提供準確的時間非常重要。

通訊模塊

通訊模塊用米實現單片機與上位機數據的傳輸以及信號機的聯網控制，采用標準RS232端口連接MCDEM，

實現遠程通訊能力，在通訊之前，需協調上位機與單片機的通訊格式，采用相互一致的通訊協議。信號機

接收上位機下傳的配時數據。或將配時配色數據上傳至上位機備份。借助通訊網絡上位機可控制多個路口的信號機，形成“線控”或“面控”系統。

車輛檢測模塊

通過車道上埋設的地感線圈檢測接口，對每個方向直行，左轉不同車道入口車流量數據采集，共采集8組數據，由74LS138譯碼器選通檢測，即選通哪一路，該路感應振蕩電路工作，將檢測數據送入單片機。