【文章內容簡介】 VDDOSC1OSC2R E S E TCES T B YC K O U TS Q WPSU2 M C 1 46 81 8I N T 1RDWRA L EA L ERDWRI N T 1S E L A1S E L B2S E L C3E N 16E N 2 A4E N 2 B5Y 0 O U T15Y 1 O U T14Y 2 O U T13Y 3 O U T12Y 4 O U T11Y 5 O U T10Y 6 O U T9Y 7 O U T7U374 L S 13 8R1330kR222MY132 .7 6 8K H zC120pFC220pFC322uFR310K+ 5VR410K+ 5VD1D I O D ED2D I O D ER5100RC4D3D I O D E+ 5V+B A T圖 時鐘芯片和單片機的連接圖 十字路口交通信號亮燈的順序設定 1 由于交叉路口不僅是車輛通過，而且行人也一樣要穿越馬路，有些較大的十字路口都設有人行地下通道或過街天橋，這樣避免了行人與車輛搶道現(xiàn)象，提高了交叉路口的通行率。 但是目前還有許多路口還沒有修建地下通道，這樣在步伐設定中就要考慮對行人綠燈的控制，本系統(tǒng)交通燈燈色分為：直行綠燈、左轉綠燈、黃燈、紅燈和人行道紅、綠燈。 圖 十字路口交通控制信號燈順序示意圖 遙控電路的設計 工作原理： 整個系統(tǒng)有兩部 分組成，發(fā)射電路和接收解碼電路。遙控發(fā)射器的核心電路為編碼器 VD5026 及發(fā)射模塊 T630。編碼器 VD5026 共設八個地址碼，即 A1～ A8,4 個數據編碼器 D1～ D4。 8 個地址端可以任意接電源正、負端或懸空，并可任意組合。當按下遙控器上東西紅燈（南北黃燈閃）或南北紅燈（東西黃燈閃）時，相應的地址與數據編碼調制器調制信號，送入無線電集成發(fā)射模塊 T630，由 T630 向外發(fā)射經 VD5026 編碼調制的無線電波，接收部分由 T631， VD5027及單片機組成。 T631 及 T630 配對使用的無線電接收集成電路。它在接收到編 碼信號后送入與 VD5026 配對使用的解碼器 VD5027,當它的地址與 VD5026 的地址編碼一致時，解碼器有效端 VT 輸出高電平。當單片機查詢到該電平信號以及相應要求改變燈的狀態(tài)的數據信號時，單片機作出相應的改變處理 。 基于 單片機的智能交通燈控制 原理圖： VDD VSS 發(fā)射調制部分 圖 接收譯碼部分 發(fā)射電路： 由編碼器 VD5026 及發(fā)射集成電路 T630 組成。采用地址編碼方式，VD5026 有 8 位 4 態(tài) 地址編碼，其編碼數高達 32 萬組。 VD5026 的 4 數據輸入腳（ 10— 13），根據遙控要求，選用 10 腳作為遙控方式選擇信號。當它為高電平時，表示 SN(南北 )方向紅燈，東西方向黃燈閃；當它為低電平時，表示 WE(東西紅燈 )，南北黃燈閃。 17 腳輸出的地址數據編碼信號送入 IC2（ T630）調制發(fā)射。 1 片 T630)可完成脈沖調制、振蕩及發(fā)射功能。電路中的 — 為一組聯(lián)鎖按鈕，按下時表示 WE(東西 )方向紅燈，南北方向黃燈閃爍； — 也是一組聯(lián)鎖按鈕，按下時， 10 腳輸出為高電平，表示東西方向紅燈，南北 方向黃燈閃爍。整個系統(tǒng)的最大遙控距離為 100，如果改善系統(tǒng)或增加天線后可適當增加遙控距離。由于工作在 150KHZ 長波段，不會干擾其它無線電設備的正常工作，而切也很難被其它設備所干擾。 遙控發(fā)射電路如圖 ： T630 發(fā)射模塊 VD5026 地址編碼 89C51 CPU VD5027 地址譯碼 T631 接收模塊 1 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 19 M a y 2021 S he e t of F i l e : C : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \ A l l U s e r s \ D oc um e nt s \ z c D e s i r a w n B y :V D 5 0 2 6 ( I C 1 )1 8 9171810 15 16I N T 6 3 0 ( I C 2 )R247KK 1 . 1 K 2 . 1 K 1 . 2 K 2 . 2V D D9V 圖 遙控發(fā)射電路 遙控接收電路： 該電路由接收芯片 T631，解碼芯片 VD5027 并行接口及輸入、輸出通道組成。 T631 是與 T630 配對使用的長波段無線接收集成電路。 1 片 T631包括無線接收、解碼、振蕩環(huán)節(jié)，其體積和 T630 一樣小。 T631 收到無線電波，并由其解碼后，在輸出端入一與無線遙控發(fā)射器對應的 地址與數據編碼信息給解碼器 VD5027， VD5027 是與 VD5026 配對使用的集成電路，它的地址碼和引腳與VD5026 完全一致。當收到遙控信號時，它的解碼有效端 VT（ 17 腳）輸出高電平，由 8155 的 B 口查詢輸入后，再由 CPU 從輸入線（ 10 腳）判斷遙控狀態(tài)的標志，轉相應的程序處理。 17 腳為控制請求輸出，高電平有效， 10 腳為遙控狀態(tài)，高電為 SN(R)， WE 黃燈閃爍；低電平位表示 WE(R),南北黃燈閃爍。 接收解碼電路圖 ： 圖 接收解碼電路 車輛檢測 車輛檢測器是控制系統(tǒng)智能化賴以實現(xiàn)的關鍵 部分 , 其用于檢測車輛的通過情況。車輛檢測器分為闖紅燈檢測和車流感應檢測兩組 , 其分布情況如圖 410 所示。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?；?單片機的智能交通燈控制 各檢測器檢測到的信號送入處理機，經處理后形成數字信號，再通過或門電路接入單片機主控系統(tǒng)，再做相應的處理。 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。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。所以本系統(tǒng)采用地感 環(huán)型線圈檢測車輛。 工作原理：環(huán)形線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器，它的傳感器是一個埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈 。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 ,如圖 圖 車輛檢測器分布圖 有車檢測的原理框圖： 圖 有車檢測的原理框圖 環(huán)形線圈車輛檢測器以 INTEL 公司的單片機 89C51 為核心。多匝數專用環(huán)形線圈線埋 設于路面，它等效為一個感性器件，實際上它也是耦合振蕩電路的一部分，其振蕩信號通過信號整型電路和電子開關選擇電路先送入或門芯片，在送入89C51 的 T0 和 T1 端，進行計數 ,當計數器滿時，產生中斷。當機動車經過環(huán)形線圈時，由于其自身的鐵質使得環(huán)形線圈的電感值減少，從而使耦合振蕩電路的振蕩頻率發(fā)生改變，這樣 89C51 就可以通過單位時間段的脈沖計數值來判斷有無機動車通過相應的環(huán)形線圈了。 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選擇電路 89C51 1 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，耦合變壓器原副邊匝數比為 1： 1，P6KE12CA 是一個瞬間抑制二極管用于抑制由靜電等原因產生的瞬間高壓。正弦振蕩信號經過比較器 LM339 初步整形后（其上升沿時間較長）進入信號整形電路。另外，一路環(huán)形地埋線圈對應一個檢測通道，共有四路檢測通道，這里只畫出了其中一路。 圖 振蕩耦合電路圖 在正常的情況下，在機動車輛沒有處在環(huán)型地埋線圈所在位置時，耦合電路的 振蕩頻率保持恒定，單片機在單位時間段內測的脈沖數保持不變，當機動車輛經過環(huán)型線圈所在的 位置時，耦合電路的震蕩頻率加大，因此單片機在單位時間內測得的脈沖數也增加，由于機動車輛本身的鐵質不是均勻的，所以頻率也是變化的 。 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，設定內部計數器的值，當內部計數器滿時，則產生中斷，處理相應的程序。 74LS32是四輸入或門芯片，采用或門是因為在東邊有車、西邊有車或東西同時的情況下都會送脈沖信號，使單片機計數從而能檢測到各個方向的車輛。如圖 圖 車輛檢測部分 基于 單片機的智能交通燈控制 車輛檢測部分用來判斷各方向車輛狀況 ,比 如： 20秒內可以通過的車輛為 20輛，當 20秒內南往北方向車輛通過車輛達不到 20輛時，判斷該方向為少車，當 20秒內北往南方向車輛通過車輛也達不到 20輛時，判斷該方向也為少車，下一次通行仍為 20秒，當 20秒時間內南往北或北往南任意一個方向通過的車輛達 20輛時證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈放行時間改為 40秒，當 40秒內通過的車輛數達 45輛時車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時間改仍為 40秒，當 40秒車輛上通過車輛達不到 45輛時，判斷為少車，下次綠燈放行時間改為 20秒， 依此類推。綠燈下限時間為 20秒，上限值為 40秒，初始時間為 20秒。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，因為路上的車不可能突然增多，塞車都有一個累積過程。這樣控制可以把不斷增多的車輛一步一步消化，雖然最后由于每個路口的綠燈放行時間延長而使等候的時間變長，但比塞車等候的時間短得多。本系統(tǒng)的特點是成本低，控制準確。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 . 表 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 20 秒 40 秒 40 秒 40 秒 1 西往東多車 3 軟件設計 交通信號控制系統(tǒng)的程序設計采用的是單片機匯編語言設計。在軟件的設計中采用模塊化設計，即將系統(tǒng)分成不同的功能。每個模塊都是一個相對獨立特定子功能。這種設計是軟件結構清晰，測試和調試都相對容易。 交通控制設計主要滿足以下功能 （ 1）系統(tǒng)參數的顯示、查詢及修改功能。在信號機中有許多參數需要設置正確才能正常工作。 （ 2）多種控制方式的切換。為了根據不同的車流量而進行適當的控制。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。 （ 3）系統(tǒng)參數。四個方向的紅、黃、綠和左轉 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。 系統(tǒng)模塊組成 系統(tǒng)程序由系統(tǒng)主程序，初始化模塊，鍵盤模塊，顯示程序，中斷處理，時鐘模塊，手動控制模塊，定時控制模塊，實時控制模塊，串行通信控制模塊。主程序調用各功能模塊，并將它們聯(lián)系起來，從而形成一個整體，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的管理。 主要程序流程框圖 程序框圖是算法的一種，又叫流程圖，是一種用規(guī)定的程序框、流程線及文字說明來準確、直觀地表示算法的圖形。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。程序框圖的三種基本邏輯結構：順序結構、條件結構、 循環(huán)結構 . 順序結構是最簡單的結構，也是最基本的結構，循環(huán)結構