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(多图) 城市交通信号机的硬件设计

现代电子技术 廖咏梅?? 2010年11月12日 ?? 收藏0

  引言

  伴随着现代高新技术的广泛推广与应用,城市交通信号控制系统呈现出两大发展趋势:

  (1)控制理念的变化;

  (2)人工智能技术的应用。

  智能交通信号控制机主要应用在那些城市交叉口车流量较大、交通流冲突较多和复杂的交叉口与岔道口,以及某些道路路段上对交通流方向控制的地方,以改善交通环境,管理和疏导交通为目标,通过交通信号对道路上交通流量的调节、控制和疏导,以达到维护交通秩序,保障交通安全畅通,减少交通事故的目的。

  1 交通信号控制机系统概要

  智能交通控制器机是交通控制算法的执行机构。控制器主机硬件采用了可裁剪的模块化设计方案,软件采用具有很好移植性能的C语言编写,主要以单片机为核心实现十字路口红绿灯的自动控制,主要功能有全自动多时段配时控制,半自动控制、手动换相、附加左转绿灯、人行道通行灯等。

  2 交通信号控制器硬件设计

  2.1 交通信号机硬件整体

  由图1和图2所示的交通信号机的硬件整体框架图和核心电路整体框架可以看出,核心电路板是以单片机为主,其中包括时钟模块、存储模块、键盘输入模块、防死机模块、方案控制显示电路模块、灯色显示电路模块、时间显示模块。下面对上述模块进行简要说明。

交通信号机的硬件整体框架图

核心电路整体框架

  (1)时钟模块:利用DSl2887芯片与单片机AT89C51进行通信,以实现实时时间钟信息的读取。

  (2)存储模块:使用93C46芯片作为单片机的外部存储器,用于存储配时表信息。

  (3)键盘输入模块:利用74LS244设计键盘输入电路。

  (4)防死机模块:利用74LSl23构成复位电路,防止单片机进入死循环。

  2.2 时钟模块的电路设计

  时钟电路完成的主要任务是利用时钟芯片与单片机之间的通信,使单片机获得标准的实时时钟信息。在这里选择DSl2887时钟芯片,此芯片具有自带电池,可以断电存储时钟信息。

时钟模块电路

  时钟模块电路如图3所示。

  (1)当时钟芯片的片选段CS(13管脚)为低电平有效,单片机可对其进行读写;

  (2)单片机的RD(P3.7,17管脚)低电平向时钟芯片的RD(DS,17管脚)发出读取数据请求,此端口有效说明单片机正在读取时钟数据;

  (3)单片机的WR(P3.6,16管脚)低电平向时钟芯片的WR(15管脚)发出写数据请求,此端口有效说明单片机正在向时钟芯片中写数据;

  (4)单片机的ALE(30管脚)用于访问时钟芯片(AS,14管脚)时输出脉冲来锁存低8位地址;

  (5)时钟Rester(18管脚)接100 kΩ电阻串联接Vcc,另外的一个线直接接在Vcc;

  (6)单片机的P0口与时钟芯片的AD端口进行数据通信,从而获取实时时钟信息。

  2.3 存储模块

  在设计电路时为了能较高效率使用单片机的I/O口,使用串行闪存93C46芯片进行存储模块电路的设计。

存储模块电路

  从图4存储模块电路可以看出:单片机AT89C51利用P3.5口使得93C46芯片的片选信号有效,通过P3.4口进行时钟通信,利用P3.3和P3.2进行数据传输。实现对配时表信息的储存。


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交通信号机? DSl2887? AT89C51?

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