第一篇：交通信號燈及控制系統設備安裝與施工詳解（模版）
交通信號燈及控制系統設備安裝與施工詳解
交通信號系統包括機箱、燈桿、SCATS檢測線圈、電纜與電線、取電電源、防雷與接地、管井與管道等設施設備，下面介紹各個部分的材料、安裝要求和施工工序。
機箱
1．信號機箱無特殊情況時一般安裝在路口的西南角。
2．信號機箱的安裝應考慮設置在人行橫道上視野寬闊、不妨礙行人及車輛通行、能觀察到交叉口的交通狀況和信號燈的變化狀況、并能容易駁接電源的地點。
3．信號機箱的基礎位置與人行橫道的路緣距離應在 50～100cm，與路緣平行，基礎高于地面 20cm，平面尺寸應和信號機箱底座尺寸一致，地面以下的水泥鋼筋基礎至少 70cm深。
4．在有可能積水的地面安裝信號機箱時，應適當增加基礎高度，防止信號機被積水淹沒。
5．信號機箱安裝完畢后，應將機箱底部的接線孔用填充物密封，防止潮氣侵蝕。
6．信號機箱安裝時，保護接地線、避雷器接地線的接地施工應符合 GB50169《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》的規定；接地完畢，測量信號機箱接地電阻小于 4Ω。
燈桿
燈桿制作
1．信號燈桿所屬的立柱、法蘭盤、地腳螺栓、螺母、墊片、加強筋等金屬構件及懸臂、支撐臂、拉桿、抱箍座、夾板等附件的防腐性能應符合 GB/T18226《高速公路交通工程鋼構件防腐技術條件》的規定。
2．信號燈桿應采用圓形或多棱形經熱鍍鋅處理的鋼管制造。
3．信號燈桿安裝前須經過防銹處理，底層噴涂富鋅防銹底漆，外層噴涂銀灰色瓷漆。
4．機動車立柱式燈桿距路面約 350mm 處留有拉線孔和拉線孔門，人行道和非機動立柱式燈桿距路面約300mm 處留有拉線孔和拉線孔門。
5．立柱式燈桿拉線孔門應設有防盜措施，孔內設置接地端子座，以便接駁地線。
6．立柱式燈桿頂部安裝燈具處應留有出線孔，并配備橡膠護套、電纜線回水彎掛鉤，燈桿頂部應安裝塑料或經防腐處理的內套式金屬防水管帽。
7．懸臂式燈桿懸臂桿與支撐桿使用圓形或多棱形的變截面型材制作，懸臂與燈桿連接端宜焊接固定法蘭盤，懸臂下應留有進線孔和出線孔。
8．懸臂式燈桿拉桿宜使用圓鋼制作，一端配有可調距離的螺旋扣，直徑和長度根據懸臂長度確定。
9．信號燈桿桿體底部應焊接固定法蘭盤，法蘭盤與桿體之間應均勻焊接加強筋。
燈桿安裝
1．懸臂式燈桿支撐臂使用抱箍、抱箍座與燈桿連接固定；拉桿與燈桿、拉桿與懸臂、支撐臂與懸臂可使用夾板連接固定；安裝時使用的固定螺栓、螺母、墊圈應使用熱鍍鋅件并用彈簧墊圈壓緊。
2．緊固標準件全部采用不銹鋼材料。
3．信號燈桿安裝應保證桿體垂直，傾斜度不得超過±0.5%。
4．信號燈桿安裝應有足夠的強度，能抵抗 12 級大風或者一般移動物體的撞擊。
5．信號燈桿保護接地電阻應小于 4Ω。
SCATS檢測線圈
材料要求
1．檢測線圈應采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣尼龍護套、線芯標稱面積不少于 2.5 mm2的單芯線，符合機械部JB/T10261－2001 《額定電壓 450／750V 及以下聚氯乙烯絕緣尼龍護套電線和電纜》中的 RVN 系列電線（鍍錫銅芯 PVC絕緣尼龍護套軟電線）標準。
2．檢測線圈傳輸電纜應采用多支銅芯、鍍錫、聚氯乙烯絕緣、128 密編鍍錫銅網屏蔽、線芯標稱面積不少于0.75 mm2的雙芯絞合線，即國標中的 RVVP 系列電線（PVC絕緣護套屏蔽軟電線）。
3．線圈電纜電阻小于 5Ω，傳輸電纜電阻小于 10Ω。
安裝要求
1．檢測線圈在車道中間長方形設置，尺寸規格為 2.5m×4.5m。
2． SCATS 線圈布設在交叉口進口車道內，作為 SCATS 信號控制系統的前端檢測設施。
3． SCATS 線圈安裝在道路表面切槽里，切槽槽縫寬 6mm，深約 80mm，引向路邊的槽深 100mm。設置在車道中間，長邊與停車線平行，距停車線距離約 1.5m，視實際條件許可，可作適當后移。
4． SCATS 線圈在切槽內的繞線方向和繞線圈數應符合生產廠家的技術要求,線圈不應有接頭、斷裂、打結或者外皮損壞等現象。
5．切槽內的線圈通過引線連接到檢測器井，再通過饋線電纜連接至信號機井。饋線電纜在檢測器井內應留有 2m 的余量，在信號機井內應留有 3m 余量，且每根饋線電纜應分別進行方向和車道的編號。
6．檢測器線圈的引線不超過 20m，與饋線電纜的接頭應位于檢測器井內，接頭全密封連接，防水和防潮。
7．安裝在水泥路面上的線圈封裝時使用環氧樹脂，安裝在瀝青路面上的線圈封裝時使用瀝青；封裝體要充滿槽內縫隙，略高于路面，不得有氣泡和漏封。
8．避免將車輛檢測線圈橫跨在二塊水泥板上或設置于瀝青與水泥板交界面上；當路面有伸縮縫，線圈離縫距離要大于 200mm。
9．設置車輛檢測線圈的 500mm 范圍內不應有金屬物體。
10．線圈避免安裝在凹凸不平的路面上，遇到以上情況應適當把線圈位置前移或后移。
電纜與電線
材料要求
1．電纜生產廠家應具有《中國國家強制性產品認證證書（3C認證）》以及質檢部門產品檢驗報告。
2．信號控制系統供電電纜應采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣和護套（RVV）、線芯標稱面積不少于 4mm2的雙芯線，電纜長度超過 100m 時應采用線芯標稱不小于 10mm2的雙芯線。
3．交通燈信號控制電纜應采用多支銅芯、聚氯乙烯絕緣和護套（RVV）、線芯標稱面積不少于 1.5mm2的四芯或五芯線；四芯電纜的顏色分別為綠、紅、白、黑，五芯電纜的顏色分別為綠、黃、紅、白、黑。
4．機動車信號燈采用五芯電纜連接，綠、黃、紅顏色電纜分別連接信號燈對應的 3 種顏色，黑色電纜連接零線，白色電纜備用；一組機動車信號燈采用一根電纜與信號機連接，中間嚴禁接駁。
5．行人信號燈采用四芯電纜連接，綠、紅顏色電纜分別連接行人信號燈對應的 2 種顏色，黑色電纜連接零線，白色電纜備用；一組行人信號燈采用一根電纜與信號機連接，中間嚴禁接駁。
6．保護接地線應采用銅芯、黃綠間條聚氯乙烯絕緣（BVR）、線芯標稱面積不少于 10mm2的單芯線。
電纜敷設
1．交通信號控制系統使用的電纜，一般采用地下敷設，在某些特殊情況下，使用架空方式，電纜的架空敷設要報建設單位審批。
2．電纜敷設時不允許在管道或交通井內有接頭。
3．電纜兩端使用相同的號碼套管編碼以便日后的維修。
4．電纜的連接部分要有足夠的導體保證信號控制系統的全負載運行。
5．放線后每根電纜線尾端應獨立密封，防止雨水滲入線內。
6．引向信號燈桿的每根電纜應在最靠近立柱的拉線井內留有余量，人行燈燈桿應預留 2m，機動車燈桿應預留 3m，懸臂式燈桿應預留 3m。
7．引向信號機的每根電纜應在信號機基礎旁的接線井內留有 3m 余量。
8．電纜采用架空敷設應滿足以下要求：
(1)架空電纜線直接掛于防銹、耐腐蝕的鋼絞線上。
(2)在信號機引出處 2.5m 以下應使用鋼質穿線管，穿線管頂部應有倒 U 字型回水彎或安裝防水出線管帽。
(3)引向懸掛安裝于高架路墩柱或人行天橋底部交通燈的電纜，應先在這些建筑物表面上裝置硬塑料管，再穿放電纜。
取電
1．交叉口交通信號設施的取電，須經當地路燈管理部門的批準，采用就近接入本地路燈供電系統的低壓單相 220 伏電力電源的方式。
2．采用管道的形式從交叉口信號機箱旁的交通井敷設電力電纜到附近的路燈開關箱。
3．信號機專用的開啟式開關容量不小于 20A。
防雷與接地
1.系統設置獨立的接地系統，防止雷電對設備造成損壞，防止桿件、機箱因外殼漏電引起的觸電事故；不允許連接其他部門的地線作為系統的地線使用；對于通信線路要采取專門避雷措施進行保護。
2.設備接地應采取共用接地的方法，將所有機箱和桿件的接地端子連接一起，形成環狀，統一連接到一個接地裝置，使得整個系統的保護接地電阻小于 4Ω。
3.接地使用 75×5×2000mm鍍鋅角鋼。
管井與管道
一般規定管道一般應采用高密度聚乙烯管（HDPE 管）或熱鍍鋅鋼管，除特殊說明外內管直徑一般為 90mm。
形式與設置位置
1．信號控制交叉口管道系統由各種管井和管道構成。
2．管井分為交通總井、交通大井、信號機通信井、信號燈連接井、車輛檢測器連接井、路段通信井。
（1）交通總井：位于信號機附近，采用 2 號井形式，平面尺寸 1160×960mm，深 1300mm。
（2）交通大井：一般設置四個（超過四路的交叉口可多設），位于交叉口四個角路緣附近，與主管道一起構成交叉口主管道系統；采用 2 號井的形式，尺寸同上。
（3）信號機通信井：在信號機附近設置信號機通信井，采用 4 號井的形式，平面尺寸為 760×760mm，深600mm。
（4）信號燈連接井：燈桿定位如果不是在交通大井旁，每只信號燈燈桿旁 1m 內要設置信號燈連接井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
（5）車輛檢測線圈連接井：采用 SCATS區域控制或者感應控制的交叉口，在停車線正對的人行道位置，設置車輛檢測線圈連接井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
（6）路段通信井：采用 SCATS 區域控制系統的交叉口，兩個交叉口間進行通信的，每隔 30m 左右要設置路段通信井，采用 4 號井的形式，尺寸同上。
3．交叉口的管道分為主管道和支管道：
（1）主管道：采用環形敷設，連接各交通大井以及信號機總井。
（2）支管道：采用放射方式敷設，連接交通大井和交通小井或者交通小井與交通小井。
4．信號控制管道系統管井和管道設置的數量和位置應根據交叉口的實際情況進行，標準交叉口的設置如圖 5.28 所示。
管井施工
1．管道采用明挖方式施工時，交通井應盡可能靠近交叉口人行橫道線范圍內，設置在人行道或渠化島上；人行道上的交通井應與路緣平行，距路緣尺寸在 0.5～1m左右。
2．管道采用頂管方式施工時，交通井應按照頂管施工的位置設置。
3．嚴禁在馬路面或人行道低洼積水處設置交通井。
4．在交通井施工過程如發現已有管線及障礙物體，不能滿足交通井的尺寸和深度要求的，應選擇臨近地點進行重新開挖直至滿足要求。
5．交通井完工后井蓋應高出地面 0.5～1.5cm，井環井蓋吻合良好，井口表面平整，四周無破損、漏水；管道底部與井底的距離應大于 20cm，井內的管道口應切齊至距井壁 5cm左右，用內套式帶拉手環套管蓋對管道進行密封。
6．在一些改造路口，受環境限制要在機動車道設置交通井的，需提前上報業主，且必須使用鋼筋水泥搗制的井框和能經車輛重壓的金屬井蓋。
7．所有人行道交通井井蓋應符合廣州市市市政園林局規定的人行道裝飾型井蓋的要求。
管道施工
1．新建交叉口主管道橫跨車行道時的埋設深度為 700mm，橫跨人行道的埋設深度為 500mm；改造交叉口主管道橫跨車行道的埋設深度為 500mm，橫跨人行道的埋設深度為 400mm；管道埋設深度是指地表面至埋入地下的最上層管道表面的深度。
2．管道設計時，2 號井管道底部距井底高度大于 500mm，4 號井管道底部距井底高度大于 200mm，以保證雨水或污水不能流進交通井內管道。
3．支管道一般在人行道或渠化島上埋設，埋設深度為 300mm。
4．主管道在明挖時應預埋 5根直徑 90mm 的熱度鋅鋼管，頂管時應預埋 5條直徑 90mm 的 HDPE 管。
5．支管道施工時應預埋設 1～2條直徑 90mm 的 HDPE 管。
第二篇：交通信號燈控制系統
交通信號燈控制系統(紅綠燈系統)
1、概述
近年來，隨著經濟發展，營運車輛擁有量的增加使道路市場必須規范有序，交通安全管理必須上一新臺階。按照“高起點規劃，高標準建設，高效能管理”的思路，堅持把城市化作為城市經濟的一大戰略來抓，積極建設城區交通基礎設施工程，建立交通安全管理網絡。嚴格抓好交通管理，以加強交通隊伍建設和行業文明建設。
對****信號控制系統進行升級改造，在*****新建設一套信號控制系統
2、設計依據
? 《道路交通信號控制機》（GB25280-2010）? 《道路交通信號燈》（GB14887-2011）
? 《道路交通信號燈設置與安裝規范》（GB14886-2006）? 《道路交通信號倒計時顯示器》（GA/T508-2004）
? 《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》（GA/T832-2009）? 《交通信號機技術要求與測試方法》（GA/T47-93）? 《道路交通信號機標準》（GA47-2002）? 《道路交通信號燈安裝規范》（GB14866-94）
3、設計原則
本期工程按“國內領先、國際先進”的原則設計方案，提供完整、最新而成熟的產品，并保證各項技術和設備的先進性、實用性和擴展性。提高交通道路口的車輛通行速度，保證道路暢通。因此該系統是建設暢通工程中的重要措施之一。
信號控制系統的設置應充分結合本路段的工程自身特點，在達到適時、適量地提供交通信息，確保行車安全目的的同時，盡可能與道路的整體效果相結合。
1）設計思路
以有效地管理道路交通，達到安全、經濟、合理、美觀為目的，嚴格按照國家有關規定設置信號燈等交通設施。交通擁擠情況主要發生在車流人流相對集中的主要繁華城區路口和路段，根據現有主要交通干道路面寬度劃分車道，基本可以滿足城區車輛通行的需要。
2）預期實現目標
完善城區交通安全設施布局，規范行車和行人秩序，減少交通事故，一定程度上改善城市形象。
4、交通信號控制系統功能
（1）圖形與界面
系統界面中文化、圖形化、菜單化。命令操作方式靈活多樣，并對錯誤操作發出警告或禁止執行。
能多用戶、多窗口顯示，顯示窗口可縮放、移動。
具有圖形編輯工具，可以對圖形的區域背景、路口背景等進行用戶化編輯。背景地圖可按管理區域和路口進行縮放和漫游顯示。
能夠實時顯示路口設備、路口設備工作狀態及信號控制模式等信息。系統可動態、實時地顯示路口信號燈的運行狀況，并可對某一路口的信號燈變化進行實時顯示；還可以根據需要直接對信號機進行手動操作功能。
能夠用圖表顯示交通流量、占有率等統計分析數據。（2）用戶管理
系統能夠支持至少50個用戶的使用和管理，對用戶的名稱、密碼和訪問角色等相關內容進行設置。
能夠設立訪問角色，能夠定義相應的訪問權限，每個用戶可以對應多個角色。組管理：每個組可以有多個用戶，所有用戶不能重名，不同的組可以管理不同的路口設備。
記錄用戶登錄和退出系統的時間及用戶使用過的操作命令，顯示用戶是否在線。
禁止多用戶對同一對象同時進行控制操作，并給出提示信息。（3）日志管理
操作員記錄：操作員登錄/退出時間、部分重要操作命令記錄。記錄保存時間：系統至少保留最近12個月的綜合日志記錄。記錄查詢：可根據日期范圍、時間范圍、用戶等各種限定，方便快捷地查詢各類日志記錄。（4）系統數據庫
總體要求：支持Oracle數據庫，具有系統參數設置、交通數據存儲、數據管理功能。
參數設置：每個數據項均附有數據定義和有效值范圍的在線說明；系統自動檢測所有數據項輸入數據的合理性，提示并拒絕不合理及非法的數據輸入；易于數據修改和更新。
交通數據存儲：能夠對采集的交通實時數據和歷史數據進行儲存和管理，保證數據的快速存取、編輯和刪除。
數據庫管理：
禁止未授權使用者進入數據庫操作界面。
多用戶同時對不同數據對象的修改、刪除無沖突，禁止同時修改同一數據對象并有沖突報警顯示。
詳細記錄數據修改人員、修改內容和時間。支持多用戶數據庫查詢、訪問。（5）數據采集存儲
中心計算機從現場設備實時（秒級）采集以下交通數據： 路口到達方向分流向（左、直、右）的車流量 路口到達方向分流向（左、直、右）的車輛占有率 路口到達方向分流向（左、直、右）的放行時間 路口到達方向分流向（左、直、右）的斷流次數 路口到達方向分流向（左、直、右）的最大斷流間隔 以上數據保存15日。
流量、占有率的實時統計數據隨時向交通信號控制系統管理平臺開放性提供。（6）數據統計分析
中心計算機對采集的交通數據進行各種統計分析，形成設定時間、區域范圍的交通統計分析報告，內容包括：路口的交通流量、路口交通占有率； 中心計算機對采集的交通數據進行統計處理，分別形成15分鐘和1小時時間段的交通統計數據，并按15分鐘數據保存半年、1小時數據保存一年進行存儲，并隨時向交通信號控制系統管理平臺開放性提供。（7）系統狀態監視
中心計算機能夠實時監視：
系統中心設備、傳輸設備及路口設備工作狀態
路口信號控制模式、控制方案、信號狀態等交通控制狀態
交通信號狀態信息在信號燈色變化時向交通信號控制系統管理平臺實時開放性傳送。（8）系統故障報警
中心計算機監視以下各類故障： 系統中心軟/硬件故障 傳輸單元故障
信號控制器、車輛檢測器等路口設備故障
上述故障均有詳細的分類故障代碼；故障發生時通過異常信息顯示進行報警并生成故障記錄；故障消除后或操作員確認后取消報警。（9）時鐘校準功能
中心計算機具有如下時鐘校準功能：
接受交通信號控制系統管理平臺的時鐘校準。
對路口信號控制器進行自動時鐘校準，校時命令每天執行1次,校時時間可設置。
時鐘格式為：年、月、周、日、時、分、秒，校時誤差小于1秒。（10）時間表功能
系統具有時間表控制功能
設置時間包括年、月、周、日、時、分、秒。日時段劃分不得低于16個，方案數不得少于32個。設置內容應包括事件、控制模式、控制方案等。
系統可分別設置工作日、周末、節日或特別指定日的時間表，系統根據日期自動改變執行時間表。（11）系統優化
根據路口檢測的交通流信息自動進行交通控制參數的優化并執行優化配時方案，提高路口通行能力。（12）動態方案選擇控制
根據實時交通流檢測信息，從預設方案庫中調用適宜方案。（13）線協調控制
按照系統時間表設置進行線協調控制。（14）感應式控制
系統能夠響應沖突方向的車輛感應請求，進行半感應或全感應控制。（15）行人控制
路口行人過街控制應具有請求式控制方式和預案式控制方式。
系統能夠在線協調或區域協調控制的條件下及時響應或等待響應路段行人過街請求，使行人利用交通流間隙過街通行。（16）緊急車輛優先控制
系統能夠按預定時間和預定路線進行綠波信號推進，以滿足各種重大活動、重大事件及特殊警務的通行需求。
系統對路口信號機強行控制，指定某一階段放行、黃閃或者全紅。能響應特殊情況下的警務、消防、救護、搶險等特種車輛的緊急請求，使車輛迅速通過沿線路口。
（17）方案模擬演示
設置好的配時方案，模擬演示路口信號燈的變化情況，查看運行效果以便于分析配時方案中存在的潛在影響。（18）強制控制
允許系統中心操作員直接控制系統內設置的相位組信號。（19）上下載功能
中心計算機能選擇性地上載和動態存儲路口信號控制器的基本配置、時間表以及各種控制方案。
中心計算機能選擇性地下載基本配置、系統時間表和各種控制方案給路口信號控制器。
5、交通信號控制機
信號機
信號機符合行標《GA47－2002道路交通信號控制機》的標準、國標《GB-25280-2010集中協調式信號機》的標準，并兼容國標GB－T20999的通訊協議。本信號機采用多智能節點分布式架構，各節點以32位微處理器作為控制核心，通過CAN總線進行內部通訊。32路環型線圈車輛檢測或視頻車輛檢測器（可選）本信號機具有獨立硬黃閃功能，可以在不關燈的情況下進行現場維護，給現場維護帶來方便。支持無線遙控、點動等現場人工控制功能；持GPS模塊對本地進行校時；支持多達32組的獨立燈組通道輸出；支持視頻和線圈車流輛檢測；具有單燈組輸出回路檢測功能，對紅綠沖突等各種嚴重故障有著完善的降級處理。本機有著多種人機交互接口，通過本地信號機內的液晶模塊、設置終端、指揮中心都可以實現完整的方案設置和信號機運行狀態監測。對于各用戶的不同控燈需求，方案設置方便、靈活、易于操作。軟件系統設計中，有著完善的事務管理機制并能對信號機發生事件、故障等信息進行存儲及顯示。信號機內具有加熱和排風的裝置，可根據外界的溫度不同自動加熱或排風，以適應外界環境溫度變化。
信號機具有無纜線控、單點優化、感應控制等功能；在智能交通指揮中心控制系統中可實現線控、區域協調控制、系統優化控制等功能；
1、具備32位微處理器
2、可編程的32相位控制，96路可控硅輸出（可選）
3、相位沖突監視和控制，信號燈故障檢測及報警
4、掉電時采集數據和配時參數不丟失
5、具有手動、自動、遠程控制方式
6、具有強制、黃閃、四面紅功能
7、具有本地遙控功能
8、具有固定方式、多時段控制方式、多方案選擇控制方式、感應控制方式等多種控制方式
9、在線修改配時參數，在線顯示各相位狀態、故障狀態
10、時段劃分多達48個時段，可存儲32種控制方案
11、提供4個RS232接口、一個RS485接口，一個以太網接口，可實現電話線、專線、光纖、無線多種通訊
12、適合于單路口控制、主干道控制、區域控制。出現故障自動降級使用
13、時鐘、日歷顯示和修改，支持GPS授時功能
14、自動排風、加熱功能
15、具有防雷、漏電保護功能
16、提供8路行人過街輸入接口 主要特點
1、全中文手動操作界面
2、交通信息存儲功能
3、獨有的路口協調小面控功能
4、基于車頭時距的感應控制功能
5、信號相位與信號燈組的自由編程
6、沖突相位硬件和軟件雙重監視
7、信號燈故障檢測和報警
8、掉電數據不丟失，保存5年以上
9、輸入和輸出信號全部光電隔離
10、車輛數據檢測準確率高
11、具有多相位的強制遙控
12、提供以太網接口和多個串口，便于網絡化
13、提供二次開發的透明接口，便于多系統的集成
14、模塊化設計，便于維護
15、指揮中心軟件可實現信號機的遠程控制
16、本地單點路口或區域的自適應協調控制
17、實時檢測交通流量數據；并將采集到的實時交通流量數據進行分析、處理，傳送至本地、區域或中央控制系統 主要技術指標
1)控制最大相位：32個；控制最多信號燈組：32組；車輛檢測最大路數：32路；
2)機柜外殼采用鋁合金材料或不銹鋼材料；遙控相位：8個；
3)遙控器：每臺信號機配2臺遙控器，8個相位選擇鍵，1個黃閃鍵、1個全紅鍵、4)1個全滅鍵、1個取消鍵，遙控距離大于50米，遙控器應以燈光、聲響或振動方式提示操作人員，交通信號控制機是否成功接收并執行指令。5)為保證信號機用電安全，信號機機柜和驅動線路應采用漏電保護電路裝置。
6)信號機的機柜外側面應設有手動控制門，在僅打開手動控制門的情況下可以實現
7)單點控制、黃閃控制、指定相位控制、關閉信號燈、關閉倒計時器、關閉遙控功能等操作。
智能交通信號控制機屬協調式戶外網絡型的交通信號控制機，適合于單路口多時段定時控制、多方案選擇控制、全（半）感應控制，適合于多路口無纜協調、有纜協調的綠波帶控制，適合于指揮中心的遠程控制、區域控制。在感應控制、多方案選擇以及時制計劃生成方面均有自己的控制算法。智能交通信號控制機具有技術先進、使用方便、功能齊全、模塊化設計、維護簡單，控制軟件接口透明，便于二次開發。采用自主開發的機動車輛線圈檢測器、自有專利技術的單元式檢測型負載開關，整機性能價格比高。智能交通信號控制機具有多時段定時控制、多方案選擇控制、感應控制、主干道無纜協調控制、集中協調控制等功能。將多個智能交通信號控制機通過調制解調器連成交通控制網，對城市多路口、多條干線進行控制，其基本架構如下：
通過以太網通訊接口，與指揮中心控制系統聯成網絡、接收指揮中心的遠程控制、有纜線控、區域控制，并實現交通流量的自動采集。
6、機動車信號燈
發光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發光二極管。紅滿屏+黃滿屏內含雙色數顯+綠滿屏，符合2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電，豎裝；
7、方向指示信號燈
發光單元透光面直徑為400mm，紅黃綠豎向組燈，光源采用超高亮發光二極管；紅箭頭+黃箭頭內含雙色數顯+紅箭屏，符合2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電，豎裝；
8、人行橫道信號燈
發光單元透光面直徑為300mm，光源采用超高亮發光二極管；紅、綠二色行人圖案單屏顯示，紅、綠二色數顯同屏顯示（綠色行人靜態/非機動車）七字形連接片，2011新國標；倒15秒顯示，通訊式（通訊協議為行業標準）信號燈取電；
第三篇：交通信號燈控制系統
交通信號控制系統
1.設計任務
設計一個十字路口交通控制系統，要求：（1）東西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有綠燈、黃燈、紅燈指示，其持續時間分別是30秒、3秒和30秒，交通燈運行的切換示意圖如圖1-1所示。
（2）系統設有時鐘，以倒計時方式顯示每一路允許通行的時間。
（3）
當東西或南北兩路中任意一路出現特殊情況時，系統可由交警手動控制立即進入特殊運行狀態，即紅燈全亮，時鐘停止記時，東西、南北兩路所有車輛停止通行；當特殊運行狀態結束后，系統恢復工作，繼續正常運行。
2．總體框圖
本系統主要由分頻計、計數器和控制器等電路組成，總體框圖如1-2所示。分頻計將晶振送來的信號變為1Hz時鐘信號；當緊急制動信號無效時，選擇開關將1Hz脈沖信號送至計數器進行倒計時計數，并使控制器同步控制兩路紅、黃、綠指示燈時序切換；當緊急制動信號有效時，選擇開關將緊急制動信號送至計數器使其停止計數，同時控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止運行。
2-1 交通燈總體結構框圖 模塊設計
（1）分頻器
設晶振產生的信號為2MHz，要求輸出1Hz時鐘信號，則分頻系數為2M，需要21位計數器。用VHDL設計的2M分頻器文本文件如下:
LIBRARY
IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY fenpin2m IS
PORT(clk:IN STD_LOGIC;
reset:IN STD_LOGIC;
--時鐘輸入
clk_out:out STD_LOGIC);END ENTITY fenpin2m;
ARCHITECTURE one OF fenpin2m IS signal count:integer range 0 to 1999999;
BEGIN
PROCESS(clk)
BEGIN
if reset='1' then
count<=0;
clk_out<='0';
else
if clk'EVENT and clk='1'THEN
IF count<999999 THEN
count<=count+1;
clk_out<='0';
ELSif count<1999999 then
count<=count+1;
clk_out<='1';
else
count<=0;
END IF;
END IF;
END IF;
END PROCESS;END one;
(2)模30倒計時計數器 采用原理圖輸入法，用兩片74168實現。74168為十進制可逆計數器，當U/DN=0時實現9~0減法計數，記到0時TCN=0;當U/DN=1時實現0~9加法計數，計到9時TCN=0；ENTN+ENPN=0時執行計數，否則計數器保持。該電路執行減法計數，當兩片計數器計到0時同步置數，因此該計數器的計數范圍是29~0，當系統檢測到緊急制動信號有效時，CP=0計數器停止計數。
圖3-1 模30減法計數器電路圖
圖3-2 模30減法計數器仿真波形
（3）顯示譯碼器
顯示譯碼器為動態顯示，用VHDL文本輸入法設計的七子段譯碼器如下：
圖3-3 顯示譯碼器的仿真波形
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
--調用庫文件
ENTITY xianshi IS
--實體開始
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
datain1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
datain2:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
--掃描時鐘信號
SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--數碼管選擇信號
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));--數碼管八端輸入 end xianshi;
--實體結束 ARCHITECTURE one OF xianshi IS
--結構體開始 begin
PROCESS(CLK)
--進程開始 VARIABLE TMP:STD_LOGIC_vector(1 downto 0);VARIABLE d:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--中間變量
begin
IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN
--時鐘上升沿有效
IF(TMP=“00”)THEN
TMP:=“01”;
d:=datain2;
CASE d IS
WHEN“0000”=>q<=“00111111”;
--0
WHEN“0001”=>q<=“00000110”;
--1
WHEN“0010”=>q<=“01011011”;
--2
WHEN“0011”=>q<=“01001111”;
--3 WHEN“0100”=>q<=“01100110”;
--4 WHEN“0101”=>q<=“01101101”;
--5 WHEN“0110”=>q<=“01111101”;
--6
WHEN“0111”=>q<=“00000111”;
--7
WHEN“1000”=>q<=“01111111”;
--8
WHEN“1001”=>q<=“01100111”;
--9
WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數碼管不顯示
END CASE;
elsif(tmp=“01”)then
TMP:=“00”;
--如果tmp為“001”即第2個數碼管顯示b輸入
d:=datain1;
CASE d IS
WHEN“0000”=>q<=“00111111”;
--0
WHEN“0001”=>q<=“00000110”;
--1
WHEN“0010”=>q<=“01011011”;
--2
WHEN“0011”=>q<=“01001111”;
--3
WHEN“0100”=>q<=“01100110”;
--4
WHEN“0101”=>q<=“01101101”;
--5
WHEN“0110”=>q<=“01111101”;
--6
WHEN“0111”=>q<=“00000111”;
--7
WHEN“1000”=>q<=“01111111”;
--8
WHEN“1001”=>q<=“01100111”;
--9
WHEN OTHERS=>q<=“00000000”;--數碼管不顯示
END CASE;
end if;
end if;sel<=tmp;
--把tmp的值賦予sel
end process;
--進程結束
end one;
（4）控制器
該模塊輸入為1Hz時鐘，和緊急制動信號PE,輸出為兩路紅、黃、綠指示燈，當緊急制動信號無效（PE=1）時，兩路紅、黃、綠燈時序切換。當緊急制動信號有效時，選項開關將緊急制動信號送至計數器使其停止計數，同時使控制器控制兩路紅燈全亮，所有車輛停止通行。用VHDL文本輸入法設計的控制器如下；
圖3-4控制器的仿真波形
LIBRARY
IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY contr IS
PORT(cp1:IN STD_LOGIC;
pe:IN STD_LOGIC;
chan:IN STD_LOGIC;
ra,ga,ya,rb,gb,yb:out STD_LOGIC);END ENTITY contr;ARCHITECTURE one OF contr IS signal count:integer range 0 to 59;
BEGIN
process(cp1)
begin
if pe='0'then
count<=0;
else
IF(cp1'EVENT AND cp1='1')THEN
if count<59 then
count<=count+1;
else
count<=0;
end if;
end if;end if;END PROCESS;PROCESS BEGIN
if pe='1'then
if chan='1' then
if count<30 then
rb<='0';
gb<='1';
yb<='1';
ra<='1';
if count<27 then
ga<='0';
ya<='1';
else
ga<='1';
ya<='0';
end if;
else
rb<='1';
ga<='1';
ya<='1';
ra<='0';
if count<57 then
gb<='0';
yb<='1';
else
gb<='1';
yb<='0';
end if;
end if;
else
if count<30 then
rb<='1';
ga<='1';
ya<='1';
ra<='0';
if count<27 then
gb<='0';
yb<='1';
else
gb<='1';
yb<='0';
end if;
else
rb<='0';
gb<='1';
yb<='1';
ra<='1';
if count<57 then
ga<='0';
ya<='1';
else
ga<='1';
ya<='0';
end if;
end if;
end if;
else
rb<='0';
ra<='0';
gb<='0';
yb<='0';
ga<='0';
ya<='0';
end if;end process;end one;交通燈原理圖
圖4-1 交通燈原理圖
第四篇：交通信號燈控制系統
山西大學工程學院 第I頁
摘要
隨著中國城鎮化速度的較快，交通事故也日趨發生，所以合理的交通控制方法能有效的緩解交通擁擠、減少尾氣排放及能源消耗、縮短出行延時，改善我國獨有的交通問題。而平面交叉口是城市交通的關鍵，它是整個城市道路的瓶頸地帶，對其進行交通信號控制方法的研究具有重大意義，所以交通信號燈是維護城市交通的主要設施。
我們本次復雜的十字路口交通燈控制系統設計主要是利用AT89C51制作并仿真.并且在單片機的選擇上，考慮到電路的簡單和成本的削減，我們選擇性價比最好的AT89C51，而且能夠使程序簡單。可以添加恰當的傳感器，實時監控道路情況，對各種情況的處理實行緊急情況優先級最高，其次行人優先通過，最后車流量高的方向，給予更多的通過時間，采用中斷的方法，由中斷根據各種不同的情況選擇合適的處理程序處理。通過單片機控制交通燈不僅能提高我們理論聯系實際的能力，而且能夠熟練掌握C語言的編程方法，掌握定時/計數器、外部中斷的使用方法和簡單程序的編寫，最終提高邏輯抽象能力和動手能力。
關鍵字：AT89C51
中斷
交通信號控制
山西大學工程學院 第II頁
目錄1 社會需求.........................................錯誤！未定義書簽。2 設計目的.........................................錯誤！未定義書簽。3 設計思路及框圖....................................................1 3.1 交通燈設計..................................................1 3.2 交通燈定時控制..............................................2 3.3 傳感器智能控制..............................................4 4 硬件電路設計......................................................4 4.1 單片機電源電路..............................................4 4.2 單片機復位電路..............................................4 4.3 交通LED燈外圍驅動電路......................................5 4.4 按鍵控制電路................................................6 4.5 單片機主電路................................................7 4.6 整體電路圖設計..............................................8 5 軟件設計..........................................................9 5.1 系統程序流程圖設計..........................................9 5.2 系統程序設計...............................................10 5.3 仿真顯示結果...............................................17 總 結.............................................................17 參考文獻...........................................................18
山西大學工程學院 第1頁
1社會需求
目前在世界范圍內，一個以微電子技術、計算機和通信技術為先導的，以信息技術和信息產業為中心的信息革命方興未艾。為使我國盡快實現經濟信息化，趕上發 達國家水平，必須加速發展我國的信息技術和信息產業。而計算機技術怎樣與實際應用更有效的結合并有效的發揮其作用是科學界最熱門的話題，也是當今計算機應 用中空前活躍的領域。本文主要從單片機的應用上來實現十字路口交通燈的管理，用以控制過往車輛的正常運作。設計目的
本設計首先從定時控制著手，解決交叉口交通控制過程中存在的問題，但是定時控制信號周期固定，不能根據實際的交通流狀況隨時調整信號控制參數，因此造成很多不必要的時間等待和資源浪費。對左轉車輛較少的單交叉口一般采用有固定左轉相位的定時控制方法，此信號控制中的左轉車輛通行對直行車輛影響很大。行人過街信號與上游交叉口的不協調導致車輛通過上游交叉口后遇到行人過街而再次停車。基于上述交叉口信號控制存在的問題，本設計進行了如下研究：①介紹了常用定時信號控制算法和感應信號控制的基本工作原理，分析了傳統定時控制的優越性和局限性。②設計了一種自動信號控制方法，這種方法能使交叉口根據實際交通情況選擇合理的定時信號配時方案，不過這個需要配備額外的感應器。
本設計將要完成紅燈停，綠燈行，黃燈停3S的操作，并且如當一道有車而另一道無車是，交通燈控制系統能立即讓有車的車道放行，單人行道上人數較多時，智能轉換交通燈狀態，行人優先通過，當有緊急車輛（如110、112、119等急救車）要求通過時，此系統應能禁止普通車輛通行，路口的信號燈全部變紅，以便讓緊急車輛通過。假定緊急車輛通過時間為2s，緊急車輛通過后，交通燈恢復先前狀態。
3設計思路及框圖 3.1交通燈設計
首先了解實際交通燈的變化情況和規律。設有一個南北（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（S）、左拐信號燈（L）、紅燈（R）和黃燈（Y），交通控制信號
山西大學工程學院 第2頁
燈布置如圖1所示。
根據交通流量不同，交通信號燈的控制可實現手動、自動兩種控制。平時使用自動控制，高峰區可使用傳感器智能化控制。智能控制時，傳感器通過檢測道路交通情況對交通信號燈進行實時控制；自動控制時，交通信號燈控制規律用圖2狀態轉換圖來描述。
圖1
紅綠燈顯示系統框圖
3.2交通燈定時控制
圖2
紅綠燈系統控制流程圖
山西大學工程學院 第3頁
定時控制系統控制流程圖如上圖2，初始狀態0為SN直行WE紅燈，然后轉狀態1為SN黃燈WE紅燈。過一段時間后，轉狀態2為SN左拐WE紅燈。再轉狀態3，SN黃燈WE紅燈。過一段時間后轉狀態4，SN紅燈WE直行。然后狀態4，SN紅燈WE直行。狀態5為SN紅燈WE黃燈。狀態6為SN紅燈WE左拐。狀態7為SN紅燈WE黃燈。又循環至狀態0，重復循環上述狀態。
3.3傳感器智能控制
圖3 磁檢測器方框圖
交通燈在采用智能化控制時，采用磁感應車輛檢測器.這種環形線圈檢測器是傳統的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設備。這些埋設在道路表面下的線圈可以檢測到車輛通過時的電磁變化進而精確地算出交通流量。交通流量是交通統計和交通規劃的基本數據，通過這些檢測結果可以用來計算占用率(表征交通密度)，在使用雙線圈模式時還可以提供速度、車輛行駛方向、車型分類等數據，這些數據對于交通管理和統計是極為重要的，可通過分析這些數據，然后通過外部中斷動態控制交通燈的狀態，實現道路交通燈的智能化控制，讓交通燈根據實際情況轉換狀態。原理框圖如上圖圖3所示。
對于交通信號燈來說，應該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號燈的顯示情況是相同的，所以可以用一個I/O控制相同的兩燈，因此，采用單片機內部的I/O口上的P0口中的8個引腳即可來控制16個信號燈。通過編寫程序，實現對發光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時一段時間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規律進行狀態轉換。通過定時器精確延時送顯，在原有的交通信號燈系統的基礎上，增添其倒計時間的顯示功能，實現其功能的擴展。通過添加感應器檢測車流量、人行道情況通過外部中斷動態調節人、山西大學工程學院 第4頁
車流量，使交通更加智能，提高道路運行速率。硬件電路設計 4.1單片機電源電路
圖4 電源電路
如上圖圖4所示是電源電路，這里開關用的雙路開關，雙路開關并聯能更好的確保給后級提供更大電流。電容C4、C5，都是隔離斷開直流的，在這里添加了一個發光二極管指示燈，在我們打開開關的時候，這個二極管會亮，下面的R12為限流電阻，給發光二極管提供合適的電流。
4.2 單片機復位電路
單片機的復位操作有上電自動復位和手動按鍵復位兩種方式。本次設計采用手動按鍵復位設計，如下圖5所示。
圖5 按鍵復位電路
當這個電路處于穩態時，電容起到隔離直流的作用，隔離了+5V，而左側的
山西大學工程學院 第5頁
復位按鍵是彈起狀態，下邊部分電路就沒有電壓差的產生，所以按鍵和電容 C1 以下部分的電位都是和GND 相等的。按鍵復位有 2 個過程，按下按鍵之前，RST 的電壓是 0V，當按下按鍵后電路導通，同時電容也會在瞬間進行放電，會處于高電平復位狀態。當松開按鍵后，先是電容充電，然后電流逐漸減小直到 RST 電壓變 0V 的過程。按下按鍵的瞬間，電容兩端的 5V 電壓會被直接接通，此刻會有一個瞬間的大電流沖擊，會在局部范圍內產生電磁干擾，為了抑制這個大電流所引起的干擾，在電容放電回路中串入一個 18 歐的電阻來限流。
4.3 交通LED燈及外圍驅動電路
圖6交通LED燈電路
將NS道上的兩個同色燈連在一起，WS道上的同色燈也彼此相連(此處用發光二極管模擬實際的交通燈，各發光二極管的陽極通過保護電阻接到+5v的電源上，發光二極管的陰極接到單片機的P0口)用AT89C51單片機的P0.0—P0.7共8根輸出線控制各色交通燈的點亮與熄滅；為了更加直觀的顯示紅綠燈的情況，用了共陽極數碼管顯示倒計時，數碼管顯示有動態掃描和靜態顯示，由于靜態顯示需要占用過多的IO口，這里用動態掃描，用P1控制數碼管的斷選信號端，P2.6、P2.7控制數碼管的位選信號端，可以顯示出每個燈的倒計時。緊急車輛通過時，采用外部觸發按鍵實時中斷方式進行處理。根據該系統的功能要求及所用元器件，設計硬件電路，電路原理圖如圖6所示。
由于單片機的輸出電流有限，需要用到芯片驅動LED，使LED可以正常使用，這里使用74LS245，74LS245是一個雙向緩沖器，引腳AB是方向引腳，這
山西大學工程學院 第6頁
個引腳為高電平的時候，右側所有的電壓都等于左側對應編號的電壓，所以這里AB引腳接的+5V電源，即高電平。圖中還有排阻RP1做為上拉電阻。引腳OE為輸出使能端，低電平有效。在74LS245輸出端有R3~R10的限流電阻，給LED燈提供恰當的電流。
在LED的陽極接有PNP三極管，可以通過單片的P2.5控制所有的LED的通斷，只有P2.5端電平為高時LED才能正常工作，通過單片機的P0口控制LED的狀態。數碼管的顯示也需要大電流，這里外接上拉電阻可以提供足夠的電流，原理圖中用了排阻RP2，可以使數碼管正常工作。交通LED燈驅動電路如圖7所示。
圖7 交通LED燈驅動電路
4.4 按鍵控制電路
圖8 按鍵控制LED電路圖
山西大學工程學院 第7頁
智能化控制中使用到傳感器，傳感器采集到的數據通過系統分析，然后反饋到單片機外部中斷，通過中斷程序選擇合適的處理程序。
整個交通燈控制系統通過按鍵模擬控制LED的狀態，SW1控制LED是定時循環還是智能控制，SW2控制LED燈是順序切換狀態還是手動選擇LED狀態。SW1按下觸發外部中斷0進去中斷程序，在中斷程序中可以通過查詢方式判斷P3.7是否按下，如果檢測到P3.7為低電平則SW2按鍵按下，系統進入只能控制LED狀態模式，單片機通過檢測P2.0~P2.3的電平狀況確定LED燈要顯示的狀態，例如：若單片機檢測到端口P2.0電平為低，則要求交通燈要WE方向左拐，系統調用左拐子程序，使單片機控制LED燈先NS黃燈閃3下，然后NS紅燈亮，WE左拐指示燈變綠。如果系統監測到P3.7為高電平則SW2彈起，系統進入只能順序切換模式，單片機檢測P2.4的電平情況，檢測到一次說明按鍵按下一次，交通的按照定時方式的順序變換狀態，使交通燈穩定順次執行。
如果遇到十字路口發生交通事故，可以觸發緊急逼停按鍵，這樣四個方向都為紅綠燈，等突發情況處理完畢后，然后根據實際情況選擇合適的處理程序。這樣可以根據實際的車、人流量動態調節交通燈，智能解決各種突發情況，按鍵控制電路如圖8所示。
按鍵消抖有兩種方式：硬件消抖和軟件消抖，硬件消抖需要引進RS觸發器或者單穩態電路，這需要額外的硬件開支，而軟件消抖只需要用延時函數就可以完成，因此這里選擇軟件消抖。
4.5 單片機主電路
采用這款芯片及克服了采用8031需要添加外部外部程序存儲器導致電路復雜的缺點，又克服了采用8751導致電路制作成本高的缺點，AT89C51單片機芯片具有以下特性：
1）指令集合芯片引腳與Intel公司的8051兼容； 2）4KB片內在系統可編程FLASH程序存儲器； 3）時鐘頻率為0~33MHZ；
4）128字節片內隨機讀寫存儲器（RAM）； 5）6個中斷源，2級優先級； 6）2個16位定時/記數器；
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圖9 單片機引腳結構圖
4.6 整體電路圖設計
圖10 AT89C21單片機交通燈控制電路
本次設計采用AT89C51單片機，其中P0.0—P0.8共8根輸出線控制各色交通燈的點亮與熄滅，通過外部中斷0控制交通燈的切換方式，端口P3.7控制在
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智能模式下是順次轉換狀態還是動態選擇，在順序轉換模式下P2.4控制交通燈的狀態轉換。在動態模式下，根據傳感器分析數據結果，通過P2.0~P2.3控制交通的的各種狀態。P1和P2.7、P2.6控制數碼管的顯示，可以直觀的看到交通燈的狀態。在傳感器檢測某一方向車流量過多，或者人行道上滯留行人過多，或有緊急車輛通過時，采用外部觸發中斷實時中斷方式進行處理，這時可按下SW1、SW2兩按鍵，然后智能選擇交通燈的狀態，選擇合適的交通燈，讓滯留過多的方向通過時間長點，讓道路更加通暢。上圖10為整個交通燈控制系統的整體電路圖。軟件設計
5.1 系統程序流程圖設計
開始各變量、端口初始化主程序顯示子程序N中斷信號Y中斷子程序
圖11 交通控制系統程序流程圖
根據硬件電路原理圖，并按系統的功能畫出程序流程圖。由于此系統較為簡單，故采用自上而下的設計方法，進行程序設計；對傳感器分析的數據處理，采用中斷的方法，由中斷選擇合適的處理程序處理，在傳感器不工作的時候，可以返回主程序執行。程序流程如下圖11所示。
設計中斷處理程序時，最主要的地方是如何保護進入中斷前的狀態(信號燈、P
山西大學工程學院 第10頁
口、單片機寄存器的狀態)，使得中斷程序執行完畢后能問到交通燈中斷前的狀態。除了保護累加器ACC、標志寄存器PSW外，還要注意主程序中的延時程序和中斷處理程序中的延時程序不能混用。
5.2 系統程序設計
如下所示為整個系統控制程序：
#include
//延時計數
//按鍵次數計數
//數碼管顯示數值
//定時1秒計數
unsigned char table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82，0xF8,0x80,0x90,0x7f};//共陽極數碼管顯示編碼
unsigned char disdata[4];sbit NSL=P0^0;sbit NSS=P0^1;
//NS左拐指示燈 //NS直行指示燈 //NS紅燈指示燈 //NS黃燈指示燈 //WE黃燈指示燈 //WE紅燈指示燈 //WE直行指示燈 //WE左拐指示燈 //控制所有LED的滅 //數碼管位選端 //數碼管位選端 sbit NSR=P0^2;sbit NSY=P0^3;sbit WEY=P0^4;sbit WER=P0^5;sbit WES=P0^6;sbit WEL=P0^7;sbit P2_5=P2^5;sbit P2_6=P2^6;sbit P2_7=P2^7;sbit Key_1=P2^4;sbit Key_2=P2^3;sbit Key_3=P2^2;sbit Key_4=P2^1;sbit Key_5=P2^0;sbit Key_6=P3^7;
//手動切換LED燈狀態
//選擇NS直行
//選擇WE直行
//選擇NS左拐
//選擇WE左拐
//選擇順序、隨機切換
sbit Key_7=P3^6;
//突發情況，四個方向全部紅燈 void Time0_Int()
{
//定時器0初始化
TMOD=0x01;TR0=1;EA=1;
山西大學工程學院 第11頁
} ET0=1;IT0 = 0;EX0 = 1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;
//延時 m 毫秒 void Delay(unsigned int m){
} void NS_stra(){
} void NS_turn(){
} void NS_stop(){
} void WE_stra(){
} void WE_turn(){
} void WE_stop(){
unsigned int i,j;for(i=m;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);
//NS直行，WE紅燈
NSL=1;NSS=0;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS左拐，WE紅燈
NSL=0;NSS=1;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS黃燈，WE紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=1;NSY=0;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//WE直行，NS紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=1;WES=0;WER=1;WEY=1;
//WE左拐，NS紅燈
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=0;WES=1;WER=1;WEY=1;
//WE黃燈，NS紅燈
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NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=1;WEY=0;} void Opera_NS_stra()
{ if(Key_2==0){
Delay(10);
if(Key_2==0)
{
WE_stop();
Delay(3000);
NS_stra();
}
while(Key_2==0);} } void Opera_WE_stra()
{ if(Key_3==0){
Delay(10);
if(Key_3==0)
{
NS_stop();
Delay(3000);
WE_stra();
}
while(Key_3==0);} } void Opera_NS_turn()
{ if(Key_4==0){
Delay(10);
if(Key_4==0){
//手動選擇NS直行
//手動選擇WE直行
//手動選擇NS左拐
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}
}
} WE_stop();Delay(3000);NS_turn();while(Key_4==0);void Opera_WE_turn(){
}
void Opera_Red(){
}
void Choose(){
//手動選擇WE左拐
if(Key_5==0){
}
//手動選擇WE左拐 Delay(10);if(Key_5==0){
}
while(Key_5==0);NS_stop();Delay(3000);WE_turn();if(Key_7==0){
} Delay(10);if(Key_7==0){
}
while(Key_7==0);NSY=0;WEY=0;Delay(3000);WER=0;NSR=0;
//數碼管顯示初值判斷程序
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if(count==10||count==470||count==930||count==1390){ } if(count==410||count==870||count==1330||count==1790)count2=20;
//判斷為綠燈，數碼管倒計時初值為20秒
{
count2=3;
} if(count3==20)
{
count2--;
count3=0;} }
void Ledshow()
{
disdata[0]=(count2%10);
disdata[1]=(count2/10);
P2_6=0;P2_7=1;P1=0x00;
P1=table[disdata[0]];
Delay(10);
P2_7=0;P2_6=1;P1=0x00;
P1=table[disdata[1]];
Delay(10);} void Auto()
{ if(count>10&&count<410)
{
NS_stra();Ledshow();} if(count>410&&count<470){
NS_stop();Ledshow();} if(count>470&&count<870){
//判斷為黃燈，數碼管倒計時初值為3秒
//定時1秒，每隔一秒倒計時減一
//數碼管顯示程序
//十位顯示的數值
//個位顯示的數值
//自動轉換LED燈狀態，綠燈20秒，黃燈3秒
//NS直行指示燈顯示20秒，數碼管倒計時顯示
//NS黃色指示燈顯示 3秒，數碼管倒計時顯示 //NS左拐指示燈顯示20秒，數碼管倒計時顯示
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} NS_turn();Ledshow();if(count>870&&count<930)
//NS黃色指示燈顯示 3秒，數碼管倒計時顯示
{
NS_stop();Ledshow();} if(count>930&&count<1330){
WE_stra();Ledshow();} if(count>1330&&count<1390){
WE_stop();Ledshow();} if(count>1390&&count<1790){
WE_turn();Ledshow();} if(count>1790&&count<1850){
WE_stop();Ledshow();} if(count>1850){
count=0;} } void main()
{ Time0_Int();P2_5=1;while(1){ Auto();Choose();
} }
//WE直行指示燈顯示20秒，數碼管倒計時顯示
//WE黃色指示燈顯示 3秒，數碼管倒計時顯示 //WE左拐指示燈顯示20秒，數碼管倒計時顯示 //WE黃色指示燈顯示 3秒，數碼管倒計時顯示
//主函數
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void Time0()interrupt 1 {
}
//定時50ms TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;count++;count3++;void Interrput0()interrupt 0
//外部中斷0，用按鍵手動切換LED燈狀態 {
while(Key_6==0){
} P2_7=0;P2_6=0;if(Key_1==0){
} switch(count1){
case 1 :NS_stra();break;case 2 :NS_stop();break;case 3 :NS_turn();break;case 4 :NS_stop();break;
//根據按下的次數選擇顯示狀態 Delay(10);if(Key_1==0){ } while(Key_1==0);count1++;
//檢測按鍵按下次數 Delay(10);while(Key_6==0){
} Opera_NS_stra();Opera_WE_stra();Opera_NS_turn();Opera_WE_turn();
//判斷是順序，隨機顯示
Opera_Red();
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}
} case 5 :WE_stra();break;case 6 :WE_stop();break;case 7 :count1=1;break;default: break;
5.3 仿真結果顯示
NS直行
NS左拐 NS黃燈
WE直行 WE左拐 WE黃燈
通過Protues對整個電路和程序仿真，仿真結果如上圖，啟動電源后，交通燈先按照定時方式按照變換程序依次變換，同時數碼管顯示倒計時。在傳感器檢測道路情況后并分析，把結果傳給單片機，通過外部中斷切換交通燈的變換狀態，這里用按鍵模擬傳感器檢測到的結果，可以實現根據檢測到的流量情況不同，對交通燈實時變換，按照行人優先、高流量方向長時間放行設計，基本上達到了設計要求。
總
結
通過本次課程設計，我們在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟.。在此過程中，我們通過查找資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑
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戰，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。使用Protues和Keil作為我們的設計工具，很好地鍛煉自己的語言編程能力和軟件仿真能力，養成良好的語言編程風格和模擬操作方式。不管怎樣，這些都是一種鍛煉，一種知識的積累，能力的提高。完全可以把這個當作基礎東西，只有掌握了這些最基礎的，才可以更進一步，取得更好的成績。當然，我們還存在著很多不足，設計中有很多還完善的地方，期望以后可以做得更好
參考文獻
【1】《手把手教你學 51 單片機-C 語言版》--金沙灘工作室宋雪松編著，清華大學出版社。
【2】《單片機原理與應用及C51程序設計》—楊家國、謝維成，清華大學出版社。
【3】肖洪兵.跟我學用單片機[M].北京：北京航空航天大學出版社,2002.8． 【4】徐惠民、安德寧． 單片微型計算機原理接口與應用[M]．第1版．北京：北京郵電大學出版社，1996.【5】于鳳明．單片機原理及接口技術[M]．北京：中國輕工業出版社．1998． 【6】陳偉人.單片微型計算機原理與應用[M].北京：清華大學出版社, 2006.5.【7】趙曉安.MCS-51單片機原理及應用[M].天津：天津大學出版社，2001.3． 【8】《單片機原理與接口技術》--牛昱光、李曉林等編著，電子工業出版社
第五篇：實訓-交通信號燈控制系統
交通信號燈控制系統
重點內容：
? LED顯示的驅動電路設計和LED顯示輸出掃描程序 ? 按鍵輸入電路和按鍵掃描程序 ? 時間中斷的使用。
一、實例說明
有如圖所示的街區十字路口，需要為十字路口設計一個交通燈控制系統，該系統的要求如下：東南西北每個方向各有一個紅綠燈組，每個紅綠燈組包含紅黃綠三種顏色的信號燈。
? 每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于車流量較小，為了節省電能各個方向的紅綠燈出于休息狀態（只亮黃燈）。
? 每天的6：00~23：00，紅綠燈出于工作狀態，兩個互相垂直方向的綠燈交替點亮來控制交通。交通燈工作狀態過程如后所示，在某一個時間段東南方向紅燈亮，西北方向綠燈亮；經過一定的時間后，西北方向該為黃燈閃爍，此時東南方向保持紅燈；西北方向紅燈閃爍5秒后轉為紅燈，此時東南方向變為綠燈。依此東南方向的紅綠燈和西北方向的紅綠燈循環往復。
? 交通信號燈控制系統提供了一個控制面板，交警可以通過該面板可以調整紅燈和綠燈亮的時間間隔、控制交通信號燈控制系統的開關等，從而達到控制交通流量的目的。交通信號燈控制系統的控制面板如下圖所示，該面板共有6個LED，每3個LED為一組，用于顯示交通信號燈的點亮時長（單位為秒）；面板上共有5個按鍵，用于控制交通燈控制系統的點亮時長和系統的開關。
二、硬件電路設計
1、LED輸出電路
? 本案例中共有6個LED，為了充分利用ARM微處理器的IO資源，我們采用掃描的方式。
? LED的輸出電路如上圖所示，為了使電路比較清晰，這里只畫出了其中兩個LED。每個七段碼LED的a~g端口是并聯，分別連接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一個管腳控制，6個七段碼LED的gnd端分別連接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。當需要點亮其中某一個七段碼LED時，將對應的gnd端口電平拉低，a~g端口根據需要顯示的數字給不同的電平。這種連接方式在某一特定時刻只能點亮其中一個七段碼LED，而其他的七段碼LED處于熄滅狀態。
? 為了讓他們看上去是同時點亮并且能夠顯示不同的數值，我們利用人眼的視覺暫留對他們進行掃描，在一個比較短的始終周期內（0.01s左右）輪流點亮6個七段碼LED。
2、按鍵電路
? 本案例中的共有5個按鍵，如下圖的控制面板所示，其中一個按鍵用來控制交通燈控制系統的開關，而其他四個按鍵用來調整紅燈和綠燈的持續時間 ? 按鍵電路如下圖 所示，當沒有任何按鍵被按下時，所有與按鍵連接的管腳為高電平；
當任意一個按鍵被按下時，相應按鍵連接的管腳上為低電平。通過判斷那個按鍵連接的管腳為低電平，就可以判斷哪個按鍵被按下。
3、信號燈顯示控制電路
本案例中ARM微處理器驅動信號燈的原理圖如圖 所示，ARM微處理器管腳的電流驅動能力通常在幾個uA左右，不能直接用來驅動繼電器，因此首先要通過電流驅動電路進行電流放大，然后采用放大后的電流來驅動繼電器。
各個ARM微處理器管腳控制的信號燈如圖 8-7所示。每個管腳控制一個信號燈，當某管腳為低電平時，其所控制的信號燈熄滅；當某一管腳為高電平時，其所控制的信號燈亮。ARM微處理器程序通過控制這些管腳的電平就可以控制信號燈的亮滅。
三、軟件設計
1、LED輸出程序
LED顯示函數的作用是將整型變量gtime和rtime的值顯示在LED上，其中gtime和rtime都保證在0~999范圍內，可以用3個LED來顯示。LED顯示函數的代碼如下圖所示。變量segid的值用來表示當前應該點亮6個七段碼LED中的哪一個，segid每隔(1/120)秒變化一次，變化一個周期（0~5）需要0.05秒。
switch(segid){ case 0:IO0SET=SEGS_GND;IO0CLR=(int)(1<<0);digi=(rtime%10);break;case 1:IO0SET=SEGS_GND;IO0CLR=(int)(1<<1);digi=(rtime%100)/10;break;…… default:break;}
接下來程序根據digi的值計算七段碼LED的a~g端的電平值，例如當dig=0時，表示當前顯示的LED需要顯示的數值為0，則應該點亮下中LED的b和c端。因此g~a對應的電平值為0000110，對應的十六進制值為0x06。
2、按鍵掃描程序
按鍵掃描函數主要作用是掃描控制面板上5個按鍵的狀態，根據各個按鍵的不同功能做出相應的處理。
3、時間中斷處理函數
本案例中時間中斷處理函數有兩個作用：
? 產生LED掃描需要的間隔時間，由于控制LED顯示輸出的全局變量segid在每次時間中斷發生時加1，當其值達到5時變回0重新循環。由于時間中斷的周期為1/120秒，因此segid每0.05秒循環一個周期，也就是LED刷新的周期為0.05秒。
? 控制交通燈亮的時間，變量time_cnt在0~11之間變化，循環周期為0.1秒。因此變量curtime每0.1秒變化一次。變量curtime在主函數中將用來與phase中的值比較，從而確定各個交通燈的狀態。
4、主函數
主函數的作用是完成交通燈控制系統的整個任務循環，函數反復對輸入按鍵進行掃描，如果有按鍵請求則進行處理。于此同時函數反復檢測當前時間交通燈應該所處的狀態，控制交通燈的輸出，并更新LED的顯示。
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