新型规则的可编程交通控制系统设计

【Word版本下载可任意编辑】新型规则的可编程交通控制系统设计随着社会的发展、消费水平的不断提高，私人车辆不断在增加。人多、车多、道路少的道路交通状况已经越发明显。今后几年内机动车辆数量还会急剧增加，道路超负荷承载，导致交通事故逐年增加。在一个交通十字路口，如果还是像以前一样由单纯的一种信号灯和交通警察的协调来维持交通是不够的。而我们所设计的基于新型交通规则的可编程交通控制系统可以实现对车辆、行人的控制，使得交通便于管理。该系统具有自动化程度较高、可靠性较好、功能较完备、可编程、独立性较强等优点，改良了以前的交通信号灯功能单一，处理紧急事故的能力差等一些缺点，并且参加了文字、语音提示功能，在恶劣的天气下司机和行人可得到语音提示。如果当时环境的可见度较低，那么语音提示系统就尤为重要，他使得司机和行人可以安全地行驶和穿越马路。该交通控制系统在集中远程管理、人机界面等方面也有独特之处。

1方案设计及论证

1.1方案设计

电源提供方案为了使模块能稳定工作，需要有可靠而稳定的电源。我们采用单片机系统模块来提供整个电路的电源。该方案的优点是系统简单明了且节约成本，缺点就是输出的功率不是很高，但可以满足系统的需求。

显示界面方案因本系统要求完成倒计时时间显示、文字信息提示等一些功能，故采用了LED与点阵LCD相结合的方法。因为系统既要求有倒计时时间输出显示，又要求有汉字信息提示及图形输出等，为了方便观看并考虑到现实情况，用LED与LCD分别显示时间与文字提示信息。该方案不但满足了系统设计的功能要求，而且还减小了系统实现时的复杂度。

输入方案因设计要求系统能够手动控制信号灯亮的时间以及实现紧急情况处理，故采用ZLG7289来控制键盘及LED显示。ZLG7289具有串行控制方式，有专用的命令字，控制起来较为简单，且占用较少的口线。该系统对于交通灯及LCD的控制，只用单片机本身的I／O口就可实现，无须拓展过多的I／O接口，而且单片机自身的计数器及RAM已经够用。

交通灯演示方案通过在线路板上焊接3种不同颜色的发光二极管来模拟交通红绿灯，用发光二极管拼出小人状(并闪烁)或箭头状作为人行提示及左右转提示，这种设计简单明了且实现简单。

1.2系统总体框图及各个模块的简要说明

键盘控制模块：2×8键盘，由单片机外接ZLG7289控制；单片机系统模块：系统的主控制器，用于控制其他模块协调工作；LCD显示模块：用于显示提示信息，如天气、路况、广告等，接口电路简单，由单片机控制；LED倒计时模块：由单片机外接ZLG7289控制，经排线与交通灯演示模块相连，用于显示交通灯倒计时时间；接口电路模块：用于连接单片机系统模块与交通灯演示模块，该电路含74LS139，74LS373，以使交通灯正常工作；交通灯演示模块：演示系统的工作情况，该模块主要由发光二极管构成；语音提示模块：采用现成的语音录放板(可录音及重复播放)，用于实现语音提示功能。

1.3交通灯各状态说明

交通灯在正常工作条件中有5种状态：绿灯+人行道(S1)；绿灯+右转(S2)；黄灯(S3)；红灯+左转(S4)；红灯(S5)五种状态。其中绿灯+人行道表示：车辆前行，行人可通过人行道；绿灯+右转表示：车辆可向前、向右行驶。黄灯表示：过渡状态；红灯+左转表示：车辆向左行驶，但不能前行；红灯表示：禁止通行与转弯。另外本系统还设计了紧急情况的处理，在紧急情况下，设置各个交通灯的状态为：全红表示：东南西北所有方向禁止通行；南北红、东西绿表示：南北方向禁行，东西方向通行；东西红、南北绿表示：东西方向禁行，南北方向通行。

2各模块设计

2.1单片机及键盘控制模块

单片机采用89C54，其中有4kB程存可用，对交通灯的控制主要用其中的计数器定时来完成。一方面要完成对各模块的控制，另一方面也要协调好各模块的时序及口线冲突问题。键盘采用ZLG7289串行控制，其电路图如图2所示。共采用8个按键(数字键0～9，时间设置键，回车键，紧急情况控制键，模式转换键，手动控制键及恢复键)。时间设置可分别设计各个方向的通行时间；模式转换功能为根据交通状况切换到预先设定好的通行时间模式；或切换回原来模式；手动控制为手动控制各个方向的通行时间，具有灵活的特性；恢复键是从紧急状态或手动控制状态返回正常状态。

2.2LCD和LED显示模块

LED用来实现倒计时功能，可直接从ZLG7289的接口上接过来，其控制较为简单。

LCD用来显示提示信息及在时间设置时的提示功能，其电路图如图3所示。

2.3交通灯演示模块

交通灯用发光二极管代替，因为P2口过一段时间后其值会发生变化，故采用P2口加锁存器和P3口一起来控制。

3设计实现

在这次设计过程中，由于设计连接的线路较为复杂，难免会出现漏焊、虚焊以及线路连接失误，从而导致我们在初期