城市道路区域交通信号控制系统的设计与实现

ByGrith4

摘要：设计的城市道路区域交通信号控制系统采用P89LPC952单片机作为各路口控制器,通过
RS-485总线与上位机进行通信,PC总线接收由车辆检测装置检测到的实时车流量信号。上位机根
( x$ D+ @! d* A* o' K据实时车流量信号进行分析计算,得到优化的信号配时方案,传送给各路口控制器,控制各路口交通
! P1 `* ?  ~7 R  B6 c2 ?信号灯的变化,实现各路口通行.禁行时间的倒计时显示。各路口控制器可工作在单机控制和通信控
制2种模式下,既可根据上位机指令进行路口控制,又可独立控制路口,实现区域内多路口的交通信
号控制。
; j- ^' i- o/ G# Q4 ^' M
关键词：交通信号控制系统;RS-485总线; P89LPC952单片机; PC总线

) M* c( V& N+ g$ @城市区域各交叉路口的交通信号不协调、不
优化是造成交通堵塞、道路通行效率降低的一个
3 l" D5 z: Q4 A7 ]; F重要原因。为了解决这一问题,国内外的专家学
者进行了大量的研究[1-8]。本文设计的城市道路
区域交通信号控制系统采用具有IrC总线接口的
高性能P89LPC952单片机作为路口控制器,通过
rC总线与交通流量检测装置进行通信,通过
/ P' s/ V8 F# R& P( a0 zRS484总线与上位机进行通信,根据实时检测的
+ U( F1 v) v8 t  u* B车流量信号,调控各路口的配时方案,并能实现路
口的倒计时显示。
* j4 x( h( Y" \6 Z1城市道路区域 内交通信号控制系
统的组成
1 j0 q: k# I; o( z城市道路区域交通信号控制系统由上位机、
下位机交通指示信号灯组、倒计时显示和车辆检
' k# S8 _5 r5 X9 t$ a测器等主要部分组成。其组成如图1所示。

2控制系统硬件电路设计
上位机通过PCI总线的RS-485 接口卡或
5 k; i0 m, y7 VRS-232接口至RS-485接口转换器得到RS-485
接口。下位机采用P89LPC952单片机通过
MAX3485将UARTO转换为RS-485接口。本
文重点讨论下位机的硬件电路设计。
% g9 j* ^. D4 T+ I4 F2.1 mcu 的选型[9]
& ~, Q8 O# ~; x8 `通过对比各种类型单片机,本系统的MCU
4 T/ I8 ^( D8 ~9 @1 `. P选定功能强、可靠性高、外围元件需求少的NXP
Semiconductors的P89LPC952 芯片。与标准
( ]9 w) d: y6 A! O  i. d80C51相比,P89LPC952的指令执行时间只需
* }& }3 }  N0 }4 Z+ ?6 M$ h2~4个时钟周期,6倍于标准80C51器件。考虑
" f) l) i/ v7 f5 x( [7 `占用电路板面积、安装可靠性和成本等因素,选定
LQFP44封装形式。P89LPC952具有5个可编
, `: }$ o: c8 O* I程I/O口: P0,P1,P2,P3,P4,P5。片内还具有8
kb/s可擦除Flash 程序存储器,256B RAM和.
256B附加片内RAM,2个增强型UART,
400 kHz字节宽度的I'C通信端口和SPI通信端
口,片内具有高精度的RC振荡器,带有时钟倍频
器,无需外接振荡器件。
2.2 P89LPC952 单片机的1/O口分配及配置
1)交通信号灯控制。PO.0~PO.7作为交通
& B4 v* Q' z; e信号灯控制口,配置为推挽模式。P4. 4~P0.7作
7 e9 n8 b' n$ h2 c, k1 I为备用交通信号灯控制口，配置为推挽模式。
5 K8 P1 l  o. ^; }& eP4.0~P0.1作为行人交通信号灯控制口,配置为
推挽模式。.
/ Q1 `; E0 m0 o1 m& ^6 E2)等待时间显示。P5.4~P5. 7作为字形信
号,配置为准双向口模式。P5. 0~P5.3作为位选.
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一盆绿箩

P89LPC952的指令执行时间只需2~4个时钟周期