交通信號燈控制機的設(shè)計及硬件結(jié)構(gòu)分析

信號機硬件結(jié)構(gòu)分析

以普通十字交叉口四相位交通控制為例分析，信號機要通過紅、黃、綠三種燈色實現(xiàn)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(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(zhuǎn)不同車道入口車流量通過埋設(shè)的檢測線圈進行數(shù)據(jù)采集，共需8紅數(shù)據(jù)，因此需要8個輸入通道。另外，信號機要實現(xiàn)干道和區(qū)域協(xié)調(diào)控制，以及與上位機的數(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)邏輯器件及信號燈檢測都可以通過一片CPLD(EPM7032)實現(xiàn)。

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

為保證信號機輸出與交叉口紅色相對應(yīng)，還要取出可能產(chǎn)生的綠沖突燈位，其對其檢測，采用CPLD實現(xiàn)邏輯分析電路，有綠沖突時產(chǎn)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(jù)當前時間自動執(zhí)行預(yù)設(shè)時段表中設(shè)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(xiàn)單片機與上位機數(shù)據(jù)的傳輸以及信號機的聯(lián)網(wǎng)控制，采用標準RS232端口連接MCDEM，

實現(xiàn)遠程通訊能力，在通訊之前，需協(xié)調(diào)上位機與單片機的通訊格式，采用相互一致的通訊協(xié)議。信號機

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

車輛檢測模塊

通過車道上埋設(shè)的地感線圈檢測接口，對每個方向直行，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，即選通哪一路，該路感應(yīng)振蕩電路工作，將檢測數(shù)據(jù)送入單片機。