目前交通灯正在向智能交通系统过度并且日趋完善。以后的智能交通智能控制系统会更加的智能,利用GPS,信息处理,大数据分析等一系列先进的技术手段,和智能的控制方式,将更多的相关环节有机结合,不仅能够进行精确的数据采和处理,同时具有事故紧急处理的能力,将交通指挥设施的作用发挥到极致,在保障人民生命财产安全的前提下,使我们的出行更加节能环保,科学高效,快捷方便。
1。总体设计方案
本次设计在单片机的统一调度下,协调按键模块的切换与手动设置功能,时钟模块的计时功能,车流量检测模块的采集功能以及复位模块初始化和脱离卡死的功能,在经倒计时显示模块和红绿灯显示模块输出显示信息的功能,并将各项功能有机的结合成一套较为整体的控制系统,基本实现智能控制。
通过车流量检测模块实时采集路况信息和人工操作按键模块对单片机输入外部信息,在单片机的统一调用下,LED红绿灯显示模块和倒计时显示模块将经单片机处理过的外部信息产生输出,赋予红灯禁止通行,绿灯可以通行,黄灯预警的指挥信号来指挥两个方向的车辆有序通行。
通过按键模块可以设置手动和自动两种工作模式。手动模式下系统通过按键模块S键按动一次进入时间设置模式,Q键和W键分别可以调节两个通行方向的倒计时数值,在按S键确认设置,并进入手动控制模式,这个过程是用于设置寄存器的存储时间值。设置完成后,按键模块将设置的时间信息转换为状态码传送到单片机输入借口送入单片机处理,处理完成后经单片机的一个输出接口传送给倒计时显示模块,又经另一接口导通LED数码管,此时系统会默认时间周期为50ms,软件部分会设置计时1s,LED数码管的显示情况开始逐秒刷新。
倒计时至0时就意味着系统完成了一个状态,系统会跳入循环程序,按照上一状态设置的时间值循环工作,当然,操作者也可以根据路况需要,进入时间设置模式重新键入需要设置的时间值,手动的进行下一状态的衔接。当操作者想要停止手动操作时,可以按下S键,系统会在完成当前状态后进入自动控制模式。
自动模式下,系统会通过基于霍尔传感器的车流量检测模块对实时路况进行持续的监测,并将采集的数据送入单片机处理,单片机处理后会将设置信号送入倒计时显示模块及红绿灯时间设置端口,此时倒计时模块开始显示时间,红绿灯也会自动设置转换时间,每一个状态完成后,系统会根据车流量检测模块采集的数据重新设置时间信号,反复循环,以此达到根据实时路况进行智能控制的交通灯系统。
2。 系统硬件电路设计
根据上述分析智能控制系统硬件框图如图1所示。
图1 智能控制系统硬件框图
2。1 时钟模块
单片机系统中的时钟控制着单片机按步骤执行存储器中的程序。其外部时钟电路图如图2所示。
图2 外部时钟电路
针对本系统的实用性来综合考虑,系统在指挥交通时,需要有极高的稳定性,以及较为快速的处理能力,这样才能在保障系统流畅运行,极少发生故障的前提下,完成迅速处理。因此我们对系统的稳定性有较高的要求,其次考虑其运行速度,我们可以通过衡量时钟电路中的晶振频率这一参数来满足上述需求。根据晶振频率对稳定性和处理速度的影响,本系统选用晶振频率中等的时钟电路模块,首先保障极高的稳定性,其次要求较快的处理速度。论文网
时钟电路是单片机的“神经中枢”,是调节单片机工作的节拍器,在整个单片机中有着至关重要的作用。图2中的XTAL2是反向放大器的输出端,XTAL1即为输入端。时钟电路结合外部晶体就能够达成者振荡,如此,形成了单片机的运行时钟,运行时钟为零的时候,又或者超出单片机的工作频率的时钟都会导致单片机的不工作[3]。