【正文】 電路。環(huán)形線圈車輛檢測器，靈敏度高，具備車型分類功能等優(yōu)勢。在實際中只需做通過性檢測, 對精確度不作要求, 可采用精度較底的檢測器。MC146818 與 89C51 的連接如圖 46： MC146818 的 D0～D7 是雙向數(shù)據(jù)/地址總線，用于訪問芯片內(nèi)部的各控制存儲器及靜態(tài) RAM。驅(qū)動部分電路圖 43。由于 AT89S51 單片機自單帶有 2 計數(shù)器，6 個中斷源，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。CKFS:時鐘頻率輸出選擇線，當 CKFS 接 VDD 時，CKOUT 引腳輸出頻率為晶振頻率。IO/M：I/O 接口與存儲器選擇依賴線，高電平表示選擇 I/O 接口，低電平選擇存儲器。主要功能特性：智能交通燈控制 18兼容 51 系列單片機指令15 個雙向 I/O 口時鐘頻率 0—24M—6V 的寬工作電壓可直接驅(qū)動 LED 數(shù)碼管低功耗睡眠功能2K 可反復擦寫 FLASH ROM（3） 8155 芯片介紹：Intel 8155 芯片內(nèi)含有 256 個字節(jié) RAM，2 個 8 位、1 個 6 位的可編程并行 I/O 口和 1 個 14 位定時器/計數(shù)器。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫。ALE/PROG：ALE 是英文ADDRESS LATCH ENABLE的縮寫，表示允許地址鎖存允許信號。P3口：(~)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口(準雙向并行I/O 口)，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部隨機存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋Ｖ悄芙煌艨刂?16 主要芯片的性能介紹（1） 89C51 基本介紹如下：內(nèi)部程序存儲器（FLASH）4K 字節(jié)外部程序存儲器（ROM）64K 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）256 字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）64K 字節(jié)P0口：(~)是一個8 位漏極開路雙向輸入輸出端口，當訪問外部數(shù)據(jù)時，它是地址總線（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復用。來選擇合適單片機，我國常用的單片機有 Intel 公司和 Alter 公司的 mcs51 系列和 AT51 系列單片機。因此，根據(jù)交叉路口的車流量信息，相位的合理設(shè)置也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。二相位控制其安全性稍低, 但能在各種交叉口運行, 且交通效率高。若測得的實際綠燈時間變化很大, 則說明此時段該交叉口交通量不穩(wěn)定, 宜采用感應(yīng)信號控制方式。當綠燈開放一段時間到Gs時, 開始檢測后邊有無后續(xù)車輛到達。 交通信號燈的控制方法 定時控制交叉口信號控制機按事先設(shè)置的配時方案運行, 稱為固定周期控制。（3） 四相位信號配時這種配時方案只有在各個車道能分離的十字交叉口才能使用。相反,相位越少, 交叉口上的通行效率就越高, 但安全性就越差。 圖 31 十字交叉路口示意圖 系統(tǒng)設(shè)計目的系統(tǒng)設(shè)計目標包括：改善控制區(qū)域的交通秩序；增加現(xiàn)有道路設(shè)施的通行能力；減少交通事故；減少交叉口停車次數(shù)和提高交叉口行駛速度（從而減少廢氣和噪音污智能交通燈控制 9染） ；創(chuàng)造更整潔文明的現(xiàn)代化交通環(huán)境。我們把每一種控制（即對各進口道不同方向所顯示的不同色燈的組合）稱為一個信號相位。（3）面控區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)簡稱為“面控” ，它把整個區(qū)域中所有信號交叉口作為協(xié)調(diào)控制的對象。（2）數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸（3）調(diào)制和解調(diào)智能交通燈控制 7 信號控制方式的分類 使用信號機控制交通流稱為交通信號控制，交通信號控制的目的是與交通量相適應(yīng)，用時間比分配給相互交錯的交通流通行權(quán)。其構(gòu)成可分為以下五部分：（1） 信號燈：就是懸掛在道路上空或設(shè)置在路側(cè)燈柱上的發(fā)光裝置，內(nèi)裝彩色信號燈；（2） 車輛檢測器：車輛通過檢測器時，由感應(yīng)原理可以檢測交通參數(shù)的設(shè)施，是感應(yīng)式信號控制系統(tǒng)的必要設(shè)施；（3）無線遙控裝置：啟閉信號燈，控制緊急車輛通過時的紅燈；（5）單片機系統(tǒng)：整個信號燈控制的核心；（6）附屬設(shè)施：包括燈桿燈柱及其基礎(chǔ)，裝置信號控制機的底座與基礎(chǔ)，埋設(shè)或懸掛傳輸線路的管道、線桿等。 出轉(zhuǎn)盤時，智能交通燈控制 5必須順著進入轉(zhuǎn)盤時的車道打左轉(zhuǎn)向燈。事實證明，現(xiàn)代化的交通控制是緩解城市交通問題的重要措施之一。（4）采用標準的接口，有利于模塊化設(shè)計。經(jīng)過大量的探索和研究實踐，人們相信智能控制是解決城市交通問題的強有力的工具。這要求我們找出根本原因，分析問題，找出解決的辦法，采用積極的措施，以期徹底改善城市的交通問題。就西安來說，每年都有很多人死于車禍。具體表現(xiàn)在如下幾個方面：（1）車型種類繁雜，混合交通嚴重。這些控制技術(shù)與現(xiàn)代控制理論、現(xiàn)代的管理方法相結(jié)合，使交通控制系統(tǒng)日趨完善。因此，解決好城市交叉路口通行問題，減少機動車輛在交叉路口附近停車延誤對提高社會的經(jīng)濟效益和環(huán)境保護都是具有重大意義的。城市交通一方面受城市結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟狀況、生產(chǎn)布局、人口分布等因素的制約；另一方面，它的有效性、安全性、可靠性、經(jīng)濟性又影響著城市的工作效率、經(jīng)濟效益和居民生活水平。在我國，隨著改革開放政策的貫徹實施，國民經(jīng)濟得到了迅猛發(fā)展，道路交通也得到了迅速得法展。城市交通作為支撐城市活動的主要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市的樞紐和命脈，如不及早實施綜合治理，將嚴重的影響城市居民生活的提高和城市的經(jīng)濟發(fā)展。交叉路口是城市交通系統(tǒng)重要的組成部分，是城市道路網(wǎng)的咽喉，其通行能力制約著城市道路的通達，是影響道路暢通的瓶頸。在這些系統(tǒng)中，大部分都在路口附近裝有車輛檢測器，并由各路口的控制設(shè)備或工作人員將交通控制參數(shù)通過電話線、電纜、光纖或是無線網(wǎng)絡(luò)等方式輸入到微處理器，用小型計算機控制。 我國交通中存在的主要問題　　 交通的發(fā)展，促進了人類社會的不斷進步。（2）交通事故頻發(fā)，對人類生命安全構(gòu)成極大的威脅。我國國內(nèi)百萬人口以上的大城市，每年由于交通擁擠帶來的直接經(jīng)濟損失多達 1600 億，相當于國民生產(chǎn)總值的 %。一般來說修建新的道路不會改變原來的擁擠，誘發(fā)的交通量將很快占據(jù)新增的道路設(shè)施，這部分潛在的交通量是由于以前受道路供給短缺的制約而未能得到實現(xiàn)的。在城市交通控制中，定周期控制在交通不大且穩(wěn)定的情況下是簡單有效的，與感應(yīng)控制沒什么區(qū)別。論述的重點是城市交通的信號控制方式。全世界大約有 90%的國家實行右行制，將來全世界有可能統(tǒng)一采用右行制。（5）自行車道僅供自行車使用。通信系統(tǒng)的組成：（1）通信的信道 a）信道的容量 信息傳送的通路通常稱為信道或線路。（1）點控 單點交叉口交通信號控制通常簡稱為“點控制” 。點控制只需控制前兩個變量即可。交通燈優(yōu)化控制問題，就是通過改變這些相的持續(xù)時間以及相鄰路口交通燈的相的周期，使目標達到最優(yōu)。這意味著不僅可以方便地擴大和縮小系統(tǒng)規(guī)模而且系統(tǒng)可以容易實現(xiàn)升級和功能擴展。由于相位少, 信號周期短, 故交通效率高。但在重交通流時, 因各向車流會車時沒有延誤, 因此相對于二相位配時方案而言, 交通效率有明顯提高, 安全性也高得多。 感應(yīng)控制感應(yīng)控制是在交叉口的進口道上設(shè)置車輛檢測器, 信號燈配時方案可隨檢測器檢測到的車流信息而隨時改變的一種配時控制方式。（2） 實時感應(yīng)事后控制在交叉口進口道上設(shè)置兩個車輛檢測器 A 和 B, 相距 50 米以上。這種控制方式既克服了感應(yīng)信號控制方式不能用數(shù)字顯示器顯示當前燈色剩余時間的缺點和多段式定時控制方式最佳綠燈時間整定比較困難的缺點, 又具有能適應(yīng)不同時段車流量的特點。第二相時，南北放行，顯綠燈，東西向禁止通行，顯紅燈。其相位方案見圖 33智能交通燈控制 13 第一相位 第二相位 第三相位 第四相位圖 33 十字路口四相位信號控制示意圖設(shè)有一個南北（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（G ） 、左拐信號燈（L ） 、紅燈（R）和黃燈（Y） ，交通控制信號燈布置如圖 34 所示。從各路車輛檢測器采集過來的車流量經(jīng)輸入板，送入主板中的 CPU 進行分析處理、控制運算，并轉(zhuǎn)化成控制策略，實現(xiàn)對路口交通信號的控制。P2口：(~)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口(準雙向并行I/O 口)，當訪問外部程序存儲器時，它是高8 位地址。它采用外部振蕩器時，些引腳應(yīng)接地。當問外部存儲器期間，將以1/12 振蕩頻率輸出。在執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令時，不產(chǎn)生PSEN 信號，在訪問外部數(shù)據(jù)時，亦不產(chǎn)生 PSEN 信號。8155 共有 40 個引腳，采用雙列直插式封裝。當 IO//M＝1（高電平）時，表示 AD7～AD0 輸入的是 I/O 接口地址。（5） 74LS244 芯片介紹： 該芯片為單向八同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動器。驅(qū)動器選 74LS244，該驅(qū)動器為八同相三態(tài)單相驅(qū)動器。顯示器用動態(tài)掃描的方式，8155 的 A 口輸出數(shù)字量，經(jīng)驅(qū)動器后，作為燈的段選；8155 的 C 口輸出經(jīng)反向器后作為位選。上電時，必須使時鐘芯片的 PS 引腳在 PLH 時間的低電平，以建立一個過渡狀態(tài)。環(huán)形線圈車輛檢測器，靈敏度高，具備車型分類功能等優(yōu)勢。當車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上時，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變化量就可以檢測出車輛的存在。241。車輛檢測部分的輸入是通過或門 74LS32 和與門輸入到單片機的 T0 和 T1 口，設(shè)定內(nèi)部計數(shù)器的值，當內(nèi)部計數(shù)器滿時，則產(chǎn)生中斷，處理相應(yīng)的程序。由于南往北，北往南時間顯示相同，所以只要一個方向多車，下次時間就要加長東往西，西往東也一樣，顯示時間選擇如表42.智能交通燈控制 31表42 顯示時間選擇車輛情況本次該方向通行時間下次該方向通行時間本次該方向通行時間本次該方向通行時間南往北少車北往南少車20 秒 20 秒 40 秒 20 秒南往北少車北往南多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒南往北多車北往南少車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒南往北多車北往南多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西少車西往東少車20 秒 20 秒 40 秒 20 秒東往西少車西往東多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西多車西往東少車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒東往西多車西往東多車20 秒 40 秒 40 秒 40 秒 串行通信接口的設(shè)計串行通信是路口控制基站和交通燈信號控制機之間的通信。 交通控制設(shè)計主要滿足以下功能 （1）系統(tǒng)參數(shù)的顯示、查詢及修改功能。四個方向的紅、黃、綠和左轉(zhuǎn)燈時間控制，檢測器，車輛通行時間表，最大延遲時間，串行波特率，時間等參數(shù)。智能交通燈控制 35圖 51 系統(tǒng)主程序框圖在交通信號控制系統(tǒng)中，為了測試及維護的需要，一般都設(shè)有手動控制模式。將鼠標移至AT89C51 上, 單擊鼠標右鍵使之處于選中狀態(tài), 在該器件上單擊左鍵, 打開如圖11所示的對話框。尤其是在單片機系統(tǒng)方面，讓我對以前的知識得到了強化，也學到了以前沒有學到的知識，對系統(tǒng)的設(shè)計有進一步的理解。仿真結(jié)果如圖。 圖61 定義代碼生成工具對話框 選擇“源代碼”→添加/移除源代碼菜單項對話框，如圖所示：智能交通燈控制 40圖62 添加/刪除源文件對話框在在目標處理器選項區(qū)，單擊下三角按鈕，選擇ASEM52工具。程序框圖中，圓角長方形表示起、止框，平行四邊形表示輸入、輸出框，長方形表示處理框、執(zhí)行框，用于賦值、計算，菱形表示判斷框，成立寫是或 Y，不成立則寫否或 N。本系統(tǒng)采用了手動控制，定時段控制和實時控制這三種控制方式。智能交通燈控制 32圖 411 串行通信接口電路圖智能交通燈控制 335 軟件設(shè)計交通信號控制系統(tǒng)的程序設(shè)計采用的是單片機匯編語言設(shè)計。這樣檢測，某次可能不準確，但下次肯定能彌補回來，累積計算是很準確的，這就是人們常說的“模糊控制”。223。耦合振蕩電路如圖所示，這是一個電容反饋三點式振蕩電路（對此電路的詳細分析這里不再熬述） ，其振蕩頻率在 300KHz 左右,兩個反接的 穩(wěn)壓管使正弦振蕩信號被抑制在5V 至+5V 的范圍內(nèi)，耦合變壓器原副邊匝數(shù)比為 1：1，P6KE12CA 是一個瞬間抑制二極管用于抑制由靜電等原因產(chǎn)生的瞬間高壓。圖 47 車輛檢測器分布圖有車檢測的原理框圖： 地埋線圈線（四路）耦合振蕩電路（四路）信號整形電路及電子開關(guān)選擇電路89C51 智能交通燈控制 28圖 48 有車檢測的原理框圖 目前國際上常用的車輛檢測器主要有環(huán)形線圈車輛檢測器，視頻車輛檢測器和微波車輛檢測器，其中環(huán)形線圈車輛檢測器由于其高準確率，低成本，和高可靠性而被大量使用。車輛檢測器分為闖紅燈檢測和車流感應(yīng)檢測兩組, 其分布情況如圖 410 所示。工作電壓為 3～6V，工作電流小于 50μA, 振蕩時鐘頻率為 .(2) 芯片內(nèi)部含有可以借給用戶的 50 個字節(jié)的靜態(tài) RAM,用于長期保存時間設(shè)置。圖中 R、C 為吸收電路，可用于防止感性負載時，與電流不同步的過電壓；MY 是雙向穩(wěn)壓管，可防止交流電路中出現(xiàn)的雷電和操作過電壓。 (2) 考慮特殊車輛通行情況，設(shè)計緊急切換開關(guān)。在時鐘電路中一般接 的晶振。/CE：片選信號線，低電平有效/RD：存儲器讀信號線，低電平有效/WR：存儲器寫信號線，低電