第一篇：交通信号灯及控制系统设备安装与施工详解（模版）
交通信号灯及控制系统设备安装与施工详解
交通信号系统包括机箱、灯杆、SCATS检测线圈、电缆与电线、取电电源、防雷与接地、管井与管道等设施设备，下面介绍各个部分的材料、安装要求和施工工序。
机箱
1．信号机箱无特殊情况时一般安装在路口的西南角。
2．信号机箱的安装应考虑设置在人行横道上视野宽阔、不妨碍行人及车辆通行、能观察到交叉口的交通状况和信号灯的变化状况、并能容易驳接电源的地点。
3．信号机箱的基础位置与人行横道的路缘距离应在 50～100cm，与路缘平行，基础高于地面 20cm，平面尺寸应和信号机箱底座尺寸一致，地面以下的水泥钢筋基础至少 70cm深。
4．在有可能积水的地面安装信号机箱时，应适当增加基础高度，防止信号机被积水淹没。
5．信号机箱安装完毕后，应将机箱底部的接线孔用填充物密封，防止潮气侵蚀。
6．信号机箱安装时，保护接地线、避雷器接地线的接地施工应符合 GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》的规定；接地完毕，测量信号机箱接地电阻小于 4Ω。
灯杆
灯杆制作
1．信号灯杆所属的立柱、法兰盘、地脚螺栓、螺母、垫片、加强筋等金属构件及悬臂、支撑臂、拉杆、抱箍座、夹板等附件的防腐性能应符合 GB/T18226《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》的规定。
2．信号灯杆应采用圆形或多棱形经热镀锌处理的钢管制造。
3．信号灯杆安装前须经过防锈处理，底层喷涂富锌防锈底漆，外层喷涂银灰色瓷漆。
4．机动车立柱式灯杆距路面约 350mm 处留有拉线孔和拉线孔门，人行道和非机动立柱式灯杆距路面约300mm 处留有拉线孔和拉线孔门。
5．立柱式灯杆拉线孔门应设有防盗措施，孔内设置接地端子座，以便接驳地线。
6．立柱式灯杆顶部安装灯具处应留有出线孔，并配备橡胶护套、电缆线回水弯挂钩，灯杆顶部应安装塑料或经防腐处理的内套式金属防水管帽。
7．悬臂式灯杆悬臂杆与支撑杆使用圆形或多棱形的变截面型材制作，悬臂与灯杆连接端宜焊接固定法兰盘，悬臂下应留有进线孔和出线孔。
8．悬臂式灯杆拉杆宜使用圆钢制作，一端配有可调距离的螺旋扣，直径和长度根据悬臂长度确定。
9．信号灯杆杆体底部应焊接固定法兰盘，法兰盘与杆体之间应均匀焊接加强筋。
灯杆安装
1．悬臂式灯杆支撑臂使用抱箍、抱箍座与灯杆连接固定；拉杆与灯杆、拉杆与悬臂、支撑臂与悬臂可使用夹板连接固定；安装时使用的固定螺栓、螺母、垫圈应使用热镀锌件并用弹簧垫圈压紧。
2．紧固标准件全部采用不锈钢材料。
3．信号灯杆安装应保证杆体垂直，倾斜度不得超过±0.5%。
4．信号灯杆安装应有足够的强度，能抵抗 12 级大风或者一般移动物体的撞击。
5．信号灯杆保护接地电阻应小于 4Ω。
SCATS检测线圈
材料要求
1．检测线圈应采用多支铜芯、聚氯乙烯绝缘尼龙护套、线芯标称面积不少于 2.5 mm2的单芯线，符合机械部JB/T10261－2001 《额定电压 450／750V 及以下聚氯乙烯绝缘尼龙护套电线和电缆》中的 RVN 系列电线（镀锡铜芯 PVC绝缘尼龙护套软电线）标准。
2．检测线圈传输电缆应采用多支铜芯、镀锡、聚氯乙烯绝缘、128 密编镀锡铜网屏蔽、线芯标称面积不少于0.75 mm2的双芯绞合线，即国标中的 RVVP 系列电线（PVC绝缘护套屏蔽软电线）。
3．线圈电缆电阻小于 5Ω，传输电缆电阻小于 10Ω。
安装要求
1．检测线圈在车道中间长方形设置，尺寸规格为 2.5m×4.5m。
2． SCATS 线圈布设在交叉口进口车道内，作为 SCATS 信号控制系统的前端检测设施。
3． SCATS 线圈安装在道路表面切槽里，切槽槽缝宽 6mm，深约 80mm，引向路边的槽深 100mm。设置在车道中间，长边与停车线平行，距停车线距离约 1.5m，视实际条件许可，可作适当后移。
4． SCATS 线圈在切槽内的绕线方向和绕线圈数应符合生产厂家的技术要求,线圈不应有接头、断裂、打结或者外皮损坏等现象。
5．切槽内的线圈通过引线连接到检测器井，再通过馈线电缆连接至信号机井。馈线电缆在检测器井内应留有 2m 的余量，在信号机井内应留有 3m 余量，且每根馈线电缆应分别进行方向和车道的编号。
6．检测器线圈的引线不超过 20m，与馈线电缆的接头应位于检测器井内，接头全密封连接，防水和防潮。
7．安装在水泥路面上的线圈封装时使用环氧树脂，安装在沥青路面上的线圈封装时使用沥青；封装体要充满槽内缝隙，略高于路面，不得有气泡和漏封。
8．避免将车辆检测线圈横跨在二块水泥板上或设置于沥青与水泥板交界面上；当路面有伸缩缝，线圈离缝距离要大于 200mm。
9．设置车辆检测线圈的 500mm 范围内不应有金属物体。
10．线圈避免安装在凹凸不平的路面上，遇到以上情况应适当把线圈位置前移或后移。
电缆与电线
材料要求
1．电缆生产厂家应具有《中国国家强制性产品认证证书（3C认证）》以及质检部门产品检验报告。
2．信号控制系统供电电缆应采用多支铜芯、聚氯乙烯绝缘和护套（RVV）、线芯标称面积不少于 4mm2的双芯线，电缆长度超过 100m 时应采用线芯标称不小于 10mm2的双芯线。
3．交通灯信号控制电缆应采用多支铜芯、聚氯乙烯绝缘和护套（RVV）、线芯标称面积不少于 1.5mm2的四芯或五芯线；四芯电缆的颜色分别为绿、红、白、黑，五芯电缆的颜色分别为绿、黄、红、白、黑。
4．机动车信号灯采用五芯电缆连接，绿、黄、红颜色电缆分别连接信号灯对应的 3 种颜色，黑色电缆连接零线，白色电缆备用；一组机动车信号灯采用一根电缆与信号机连接，中间严禁接驳。
5．行人信号灯采用四芯电缆连接，绿、红颜色电缆分别连接行人信号灯对应的 2 种颜色，黑色电缆连接零线，白色电缆备用；一组行人信号灯采用一根电缆与信号机连接，中间严禁接驳。
6．保护接地线应采用铜芯、黄绿间条聚氯乙烯绝缘（BVR）、线芯标称面积不少于 10mm2的单芯线。
电缆敷设
1．交通信号控制系统使用的电缆，一般采用地下敷设，在某些特殊情况下，使用架空方式，电缆的架空敷设要报建设单位审批。
2．电缆敷设时不允许在管道或交通井内有接头。
3．电缆两端使用相同的号码套管编码以便日后的维修。
4．电缆的连接部分要有足够的导体保证信号控制系统的全负载运行。
5．放线后每根电缆线尾端应独立密封，防止雨水渗入线内。
6．引向信号灯杆的每根电缆应在最靠近立柱的拉线井内留有余量，人行灯灯杆应预留 2m，机动车灯杆应预留 3m，悬臂式灯杆应预留 3m。
7．引向信号机的每根电缆应在信号机基础旁的接线井内留有 3m 余量。
8．电缆采用架空敷设应满足以下要求：
(1)架空电缆线直接挂于防锈、耐腐蚀的钢绞线上。
(2)在信号机引出处 2.5m 以下应使用钢质穿线管，穿线管顶部应有倒 U 字型回水弯或安装防水出线管帽。
(3)引向悬挂安装于高架路墩柱或人行天桥底部交通灯的电缆，应先在这些建筑物表面上装置硬塑料管，再穿放电缆。
取电
1．交叉口交通信号设施的取电，须经当地路灯管理部门的批准，采用就近接入本地路灯供电系统的低压单相 220 伏电力电源的方式。
2．采用管道的形式从交叉口信号机箱旁的交通井敷设电力电缆到附近的路灯开关箱。
3．信号机专用的开启式开关容量不小于 20A。
防雷与接地
1.系统设置独立的接地系统，防止雷电对设备造成损坏，防止杆件、机箱因外壳漏电引起的触电事故；不允许连接其他部门的地线作为系统的地线使用；对于通信线路要采取专门避雷措施进行保护。
2.设备接地应采取共用接地的方法，将所有机箱和杆件的接地端子连接一起，形成环状，统一连接到一个接地装置，使得整个系统的保护接地电阻小于 4Ω。
3.接地使用 75×5×2000mm镀锌角钢。
管井与管道
一般规定管道一般应采用高密度聚乙烯管（HDPE 管）或热镀锌钢管，除特殊说明外内管直径一般为 90mm。
形式与设置位置
1．信号控制交叉口管道系统由各种管井和管道构成。
2．管井分为交通总井、交通大井、信号机通信井、信号灯连接井、车辆检测器连接井、路段通信井。
（1）交通总井：位于信号机附近，采用 2 号井形式，平面尺寸 1160×960mm，深 1300mm。
（2）交通大井：一般设置四个（超过四路的交叉口可多设），位于交叉口四个角路缘附近，与主管道一起构成交叉口主管道系统；采用 2 号井的形式，尺寸同上。
（3）信号机通信井：在信号机附近设置信号机通信井，采用 4 号井的形式，平面尺寸为 760×760mm，深600mm。
（4）信号灯连接井：灯杆定位如果不是在交通大井旁，每只信号灯灯杆旁 1m 内要设置信号灯连接井，采用 4 号井的形式，尺寸同上。
（5）车辆检测线圈连接井：采用 SCATS区域控制或者感应控制的交叉口，在停车线正对的人行道位置，设置车辆检测线圈连接井，采用 4 号井的形式，尺寸同上。
（6）路段通信井：采用 SCATS 区域控制系统的交叉口，两个交叉口间进行通信的，每隔 30m 左右要设置路段通信井，采用 4 号井的形式，尺寸同上。
3．交叉口的管道分为主管道和支管道：
（1）主管道：采用环形敷设，连接各交通大井以及信号机总井。
（2）支管道：采用放射方式敷设，连接交通大井和交通小井或者交通小井与交通小井。
4．信号控制管道系统管井和管道设置的数量和位置应根据交叉口的实际情况进行，标准交叉口的设置如图 5.28 所示。
管井施工
1．管道采用明挖方式施工时，交通井应尽可能靠近交叉口人行横道线范围内，设置在人行道或渠化岛上；人行道上的交通井应与路缘平行，距路缘尺寸在 0.5～1m左右。
2．管道采用顶管方式施工时，交通井应按照顶管施工的位置设置。
3．严禁在马路面或人行道低洼积水处设置交通井。
4．在交通井施工过程如发现已有管线及障碍物体，不能满足交通井的尺寸和深度要求的，应选择临近地点进行重新开挖直至满足要求。
5．交通井完工后井盖应高出地面 0.5～1.5cm，井环井盖吻合良好，井口表面平整，四周无破损、漏水；管道底部与井底的距离应大于 20cm，井内的管道口应切齐至距井壁 5cm左右，用内套式带拉手环套管盖对管道进行密封。
6．在一些改造路口，受环境限制要在机动车道设置交通井的，需提前上报业主，且必须使用钢筋水泥捣制的井框和能经车辆重压的金属井盖。
7．所有人行道交通井井盖应符合广州市市市政园林局规定的人行道装饰型井盖的要求。
管道施工
1．新建交叉口主管道横跨车行道时的埋设深度为 700mm，横跨人行道的埋设深度为 500mm；改造交叉口主管道横跨车行道的埋设深度为 500mm，横跨人行道的埋设深度为 400mm；管道埋设深度是指地表面至埋入地下的最上层管道表面的深度。
2．管道设计时，2 号井管道底部距井底高度大于 500mm，4 号井管道底部距井底高度大于 200mm，以保证雨水或污水不能流进交通井内管道。
3．支管道一般在人行道或渠化岛上埋设，埋设深度为 300mm。
4．主管道在明挖时应预埋 5根直径 90mm 的热度锌钢管，顶管时应预埋 5条直径 90mm 的 HDPE 管。
5．支管道施工时应预埋设 1～2条直径 90mm 的 HDPE 管。
第二篇：交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统(红绿灯系统)
1、概述
近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规范有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。
对****信号控制系统进行升级改造，在*****新建设一套信号控制系统
2、设计依据
《道路交通信号控制机》（GB25280-2010） 《道路交通信号灯》（GB14887-2011）
《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB14886-2006） 《道路交通信号倒计时显示器》（GA/T508-2004）
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2009） 《交通信号机技术要求与测试方法》（GA/T47-93） 《道路交通信号机标准》（GA47-2002） 《道路交通信号灯安装规范》（GB14866-94）
3、设计原则
本期工程按“国内领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。
信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。
1）设计思路
以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。
2）预期实现目标
完善城区交通安全设施布局，规范行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。
4、交通信号控制系统功能
（1）图形与界面
系统界面中文化、图形化、菜单化。命令操作方式灵活多样，并对错误操作发出警告或禁止执行。
能多用户、多窗口显示，显示窗口可缩放、移动。
具有图形编辑工具，可以对图形的区域背景、路口背景等进行用户化编辑。背景地图可按管理区域和路口进行缩放和漫游显示。
能够实时显示路口设备、路口设备工作状态及信号控制模式等信息。系统可动态、实时地显示路口信号灯的运行状况，并可对某一路口的信号灯变化进行实时显示；还可以根据需要直接对信号机进行手动操作功能。
能够用图表显示交通流量、占有率等统计分析数据。（2）用户管理
系统能够支持至少50个用户的使用和管理，对用户的名称、密码和访问角色等相关内容进行设置。
能够设立访问角色，能够定义相应的访问权限，每个用户可以对应多个角色。组管理：每个组可以有多个用户，所有用户不能重名，不同的组可以管理不同的路口设备。
记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令，显示用户是否在线。
禁止多用户对同一对象同时进行控制操作，并给出提示信息。（3）日志管理
操作员记录：操作员登录/退出时间、部分重要操作命令记录。记录保存时间：系统至少保留最近12个月的综合日志记录。记录查询：可根据日期范围、时间范围、用户等各种限定，方便快捷地查询各类日志记录。（4）系统数据库
总体要求：支持Oracle数据库，具有系统参数设置、交通数据存储、数据管理功能。
参数设置：每个数据项均附有数据定义和有效值范围的在线说明；系统自动检测所有数据项输入数据的合理性，提示并拒绝不合理及非法的数据输入；易于数据修改和更新。
交通数据存储：能够对采集的交通实时数据和历史数据进行储存和管理，保证数据的快速存取、编辑和删除。
数据库管理：
禁止未授权使用者进入数据库操作界面。
多用户同时对不同数据对象的修改、删除无冲突，禁止同时修改同一数据对象并有冲突报警显示。
详细记录数据修改人员、修改内容和时间。支持多用户数据库查询、访问。（5）数据采集存储
中心计算机从现场设备实时（秒级）采集以下交通数据： 路口到达方向分流向（左、直、右）的车流量 路口到达方向分流向（左、直、右）的车辆占有率 路口到达方向分流向（左、直、右）的放行时间 路口到达方向分流向（左、直、右）的断流次数 路口到达方向分流向（左、直、右）的最大断流间隔 以上数据保存15日。
流量、占有率的实时统计数据随时向交通信号控制系统管理平台开放性提供。（6）数据统计分析
中心计算机对采集的交通数据进行各种统计分析，形成设定时间、区域范围的交通统计分析报告，内容包括：路口的交通流量、路口交通占有率； 中心计算机对采集的交通数据进行统计处理，分别形成15分钟和1小时时间段的交通统计数据，并按15分钟数据保存半年、1小时数据保存一年进行存储，并随时向交通信号控制系统管理平台开放性提供。（7）系统状态监视
中心计算机能够实时监视：
系统中心设备、传输设备及路口设备工作状态
路口信号控制模式、控制方案、信号状态等交通控制状态
交通信号状态信息在信号灯色变化时向交通信号控制系统管理平台实时开放性传送。（8）系统故障报警
中心计算机监视以下各类故障： 系统中心软/硬件故障 传输单元故障
信号控制器、车辆检测器等路口设备故障
上述故障均有详细的分类故障代码；故障发生时通过异常信息显示进行报警并生成故障记录；故障消除后或操作员确认后取消报警。（9）时钟校准功能
中心计算机具有如下时钟校准功能：
接受交通信号控制系统管理平台的时钟校准。
对路口信号控制器进行自动时钟校准，校时命令每天执行1次,校时时间可设置。
时钟格式为：年、月、周、日、时、分、秒，校时误差小于1秒。（10）时间表功能
系统具有时间表控制功能
设置时间包括年、月、周、日、时、分、秒。日时段划分不得低于16个，方案数不得少于32个。设置内容应包括事件、控制模式、控制方案等。
系统可分别设置工作日、周末、节日或特别指定日的时间表，系统根据日期自动改变执行时间表。（11）系统优化
根据路口检测的交通流信息自动进行交通控制参数的优化并执行优化配时方案，提高路口通行能力。（12）动态方案选择控制
根据实时交通流检测信息，从预设方案库中调用适宜方案。（13）线协调控制
按照系统时间表设置进行线协调控制。（14）感应式控制
系统能够响应冲突方向的车辆感应请求，进行半感应或全感应控制。（15）行人控制
路口行人过街控制应具有请求式控制方式和预案式控制方式。
系统能够在线协调或区域协调控制的条件下及时响应或等待响应路段行人过街请求，使行人利用交通流间隙过街通行。（16）紧急车辆优先控制
系统能够按预定时间和预定路线进行绿波信号推进，以满足各种重大活动、重大事件及特殊警务的通行需求。
系统对路口信号机强行控制，指定某一阶段放行、黄闪或者全红。能响应特殊情况下的警务、消防、救护、抢险等特种车辆的紧急请求，使车辆迅速通过沿线路口。
（17）方案模拟演示
设置好的配时方案，模拟演示路口信号灯的变化情况，查看运行效果以便于分析配时方案中存在的潜在影响。（18）强制控制
允许系统中心操作员直接控制系统内设置的相位组信号。（19）上下载功能
中心计算机能选择性地上载和动态存储路口信号控制器的基本配置、时间表以及各种控制方案。
中心计算机能选择性地下载基本配置、系统时间表和各种控制方案给路口信号控制器。
5、交通信号控制机
信号机
信号机符合行标《GA47－2002道路交通信号控制机》的标准、国标《GB-25280-2010集中协调式信号机》的标准，并兼容国标GB－T20999的通讯协议。本信号机采用多智能节点分布式架构，各节点以32位微处理器作为控制核心，通过CAN总线进行内部通讯。32路环型线圈车辆检测或视频车辆检测器（可选）本信号机具有独立硬黄闪功能，可以在不关灯的情况下进行现场维护，给现场维护带来方便。支持无线遥控、点动等现场人工控制功能；持GPS模块对本地进行校时；支持多达32组的独立灯组通道输出；支持视频和线圈车流辆检测；具有单灯组输出回路检测功能，对红绿冲突等各种严重故障有着完善的降级处理。本机有着多种人机交互接口，通过本地信号机内的液晶模块、设置终端、指挥中心都可以实现完整的方案设置和信号机运行状态监测。对于各用户的不同控灯需求，方案设置方便、灵活、易于操作。软件系统设计中，有着完善的事务管理机制并能对信号机发生事件、故障等信息进行存储及显示。信号机内具有加热和排风的装置，可根据外界的温度不同自动加热或排风，以适应外界环境温度变化。
信号机具有无缆线控、单点优化、感应控制等功能；在智能交通指挥中心控制系统中可实现线控、区域协调控制、系统优化控制等功能；
1、具备32位微处理器
2、可编程的32相位控制，96路可控硅输出（可选）
3、相位冲突监视和控制，信号灯故障检测及报警
4、掉电时采集数据和配时参数不丢失
5、具有手动、自动、远程控制方式
6、具有强制、黄闪、四面红功能
7、具有本地遥控功能
8、具有固定方式、多时段控制方式、多方案选择控制方式、感应控制方式等多种控制方式
9、在线修改配时参数，在线显示各相位状态、故障状态
10、时段划分多达48个时段，可存储32种控制方案
11、提供4个RS232接口、一个RS485接口，一个以太网接口，可实现电话线、专线、光纤、无线多种通讯
12、适合于单路口控制、主干道控制、区域控制。出现故障自动降级使用
13、时钟、日历显示和修改，支持GPS授时功能
14、自动排风、加热功能
15、具有防雷、漏电保护功能
16、提供8路行人过街输入接口 主要特点
1、全中文手动操作界面
2、交通信息存储功能
3、独有的路口协调小面控功能
4、基于车头时距的感应控制功能
5、信号相位与信号灯组的自由编程
6、冲突相位硬件和软件双重监视
7、信号灯故障检测和报警
8、掉电数据不丢失，保存5年以上
9、输入和输出信号全部光电隔离
10、车辆数据检测准确率高
11、具有多相位的强制遥控
12、提供以太网接口和多个串口，便于网络化
13、提供二次开发的透明接口，便于多系统的集成
14、模块化设计，便于维护
15、指挥中心软件可实现信号机的远程控制
16、本地单点路口或区域的自适应协调控制
17、实时检测交通流量数据；并将采集到的实时交通流量数据进行分析、处理，传送至本地、区域或中央控制系统 主要技术指标
1)控制最大相位：32个；控制最多信号灯组：32组；车辆检测最大路数：32路；
2)机柜外壳采用铝合金材料或不锈钢材料；遥控相位：8个；
3)遥控器：每台信号机配2台遥控器，8个相位选择键，1个黄闪键、1个全红键、4)1个全灭键、1个取消键，遥控距离大于50米，遥控器应以灯光、声响或振动方式提示操作人员，交通信号控制机是否成功接收并执行指令。5)为保证信号机用电安全，信号机机柜和驱动线路应采用漏电保护电路装置。
6)信号机的机柜外侧面应设有手动控制门，在仅打开手动控制门的情况下可以实现
7)单点控制、黄闪控制、指定相位控制、关闭信号灯、关闭倒计时器、关闭遥控功能等操作。
智能交通信号控制机属协调式户外网络型的交通信号控制机，适合于单路口多时段定时控制、多方案选择控制、全（半）感应控制，适合于多路口无缆协调、有缆协调的绿波带控制，适合于指挥中心的远程控制、区域控制。在感应控制、多方案选择以及时制计划生成方面均有自己的控制算法。智能交通信号控制机具有技术先进、使用方便、功能齐全、模块化设计、维护简单，控制软件接口透明，便于二次开发。采用自主开发的机动车辆线圈检测器、自有专利技术的单元式检测型负载开关，整机性能价格比高。智能交通信号控制机具有多时段定时控制、多方案选择控制、感应控制、主干道无缆协调控制、集中协调控制等功能。将多个智能交通信号控制机通过调制解调器连成交通控制网，对城市多路口、多条干线进行控制，其基本架构如下：
通过以太网通讯接口，与指挥中心控制系统联成网络、接收指挥中心的远程控制、有缆线控、区域控制，并实现交通流量的自动采集。
6、机动车信号灯
发光单元透光面直径为400mm，红黄绿竖向组灯，光源采用超高亮发光二极管。红满屏+黄满屏内含双色数显+绿满屏，符合2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电，竖装；
7、方向指示信号灯
发光单元透光面直径为400mm，红黄绿竖向组灯，光源采用超高亮发光二极管；红箭头+黄箭头内含双色数显+红箭屏，符合2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电，竖装；
8、人行横道信号灯
发光单元透光面直径为300mm，光源采用超高亮发光二极管；红、绿二色行人图案单屏显示，红、绿二色数显同屏显示（绿色行人静态/非机动车）七字形连接片，2011新国标；倒15秒显示，通讯式（通讯协议为行业标准）信号灯取电；
第三篇：交通信号灯控制系统
交通信号控制系统
1.设计任务
设计一个十字路口交通控制系统，要求：（1）东西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有绿灯、黄灯、红灯指示，其持续时间分别是30秒、3秒和30秒，交通灯运行的切换示意图如图1-1所示。
（2）系统设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间。
（3）
当东西或南北两路中任意一路出现特殊情况时，系统可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即红灯全亮，时钟停止记时，东西、南北两路所有车辆停止通行；当特殊运行状态结束后，系统恢复工作，继续正常运行。
2．总体框图
本系统主要由分频计、计数器和控制器等电路组成，总体框图如1-2所示。分频计将晶振送来的信号变为1Hz时钟信号；当紧急制动信号无效时，选择开关将1Hz脉冲信号送至计数器进行倒计时计数，并使控制器同步控制两路红、黄、绿指示灯时序切换；当紧急制动信号有效时，选择开关将紧急制动信号送至计数器使其停止计数，同时控制器控制两路红灯全亮，所有车辆停止运行。
2-1 交通灯总体结构框图 模块设计
（1）分频器
设晶振产生的信号为2MHz，要求输出1Hz时钟信号，则分频系数为2M，需要21位计数器。用VHDL设计的2M分频器文本文件如下:
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;
--时钟输入
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倒计时计数器 采用原理图输入法，用两片74168实现。74168为十进制可逆计数器，当U/DN=0时实现9~0减法计数，记到0时TCN=0;当U/DN=1时实现0~9加法计数，计到9时TCN=0；ENTN+ENPN=0时执行计数，否则计数器保持。该电路执行减法计数，当两片计数器计到0时同步置数，因此该计数器的计数范围是29~0，当系统检测到紧急制动信号有效时，CP=0计数器停止计数。
图3-1 模30减法计数器电路图
图3-2 模30减法计数器仿真波形
（3）显示译码器
显示译码器为动态显示，用VHDL文本输入法设计的七子段译码器如下：
图3-3 显示译码器的仿真波形
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
--调用库文件
ENTITY xianshi IS
--实体开始
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
datain1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
datain2:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
--扫描时钟信号
SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--数码管选择信号
q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));--数码管八端输入 end xianshi;
--实体结束 ARCHITECTURE one OF xianshi IS
--结构体开始 begin
PROCESS(CLK)
--进程开始 VARIABLE TMP:STD_LOGIC_vector(1 downto 0);VARIABLE d:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--中间变量
begin
IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN
--时钟上升沿有效
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”;--数码管不显示
END CASE;
elsif(tmp=“01”)then
TMP:=“00”;
--如果tmp为“001”即第2个数码管显示b输入
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”;--数码管不显示
END CASE;
end if;
end if;sel<=tmp;
--把tmp的值赋予sel
end process;
--进程结束
end one;
（4）控制器
该模块输入为1Hz时钟，和紧急制动信号PE,输出为两路红、黄、绿指示灯，当紧急制动信号无效（PE=1）时，两路红、黄、绿灯时序切换。当紧急制动信号有效时，选项开关将紧急制动信号送至计数器使其停止计数，同时使控制器控制两路红灯全亮，所有车辆停止通行。用VHDL文本输入法设计的控制器如下；
图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;交通灯原理图
图4-1 交通灯原理图
第四篇：交通信号灯控制系统
山西大学工程学院 第I页
摘要
随着中国城镇化速度的较快，交通事故也日趋发生，所以合理的交通控制方法能有效的缓解交通拥挤、减少尾气排放及能源消耗、缩短出行延时，改善我国独有的交通问题。而平面交叉口是城市交通的关键，它是整个城市道路的瓶颈地带，对其进行交通信号控制方法的研究具有重大意义，所以交通信号灯是维护城市交通的主要设施。
我们本次复杂的十字路口交通灯控制系统设计主要是利用AT89C51制作并仿真.并且在单片机的选择上，考虑到电路的简单和成本的削减，我们选择性价比最好的AT89C51，而且能够使程序简单。可以添加恰当的传感器，实时监控道路情况，对各种情况的处理实行紧急情况优先级最高，其次行人优先通过，最后车流量高的方向，给予更多的通过时间，采用中断的方法，由中断根据各种不同的情况选择合适的处理程序处理。通过单片机控制交通灯不仅能提高我们理论联系实际的能力，而且能够熟练掌握C语言的编程方法，掌握定时/计数器、外部中断的使用方法和简单程序的编写，最终提高逻辑抽象能力和动手能力。
关键字：AT89C51
中断
交通信号控制
山西大学工程学院 第II页
目录1 社会需求.........................................错误！未定义书签。2 设计目的.........................................错误！未定义书签。3 设计思路及框图....................................................1 3.1 交通灯设计..................................................1 3.2 交通灯定时控制..............................................2 3.3 传感器智能控制..............................................4 4 硬件电路设计......................................................4 4.1 单片机电源电路..............................................4 4.2 单片机复位电路..............................................4 4.3 交通LED灯外围驱动电路......................................5 4.4 按键控制电路................................................6 4.5 单片机主电路................................................7 4.6 整体电路图设计..............................................8 5 软件设计..........................................................9 5.1 系统程序流程图设计..........................................9 5.2 系统程序设计...............................................10 5.3 仿真显示结果...............................................17 总 结.............................................................17 参考文献...........................................................18
山西大学工程学院 第1页
1社会需求
目前在世界范围内，一个以微电子技术、计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。为使我国尽快实现经济信息化，赶上发 达国家水平，必须加速发展我国的信息技术和信息产业。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应 用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯的管理，用以控制过往车辆的正常运作。设计目的
本设计首先从定时控制着手，解决交叉口交通控制过程中存在的问题，但是定时控制信号周期固定，不能根据实际的交通流状况随时调整信号控制参数，因此造成很多不必要的时间等待和资源浪费。对左转车辆较少的单交叉口一般采用有固定左转相位的定时控制方法，此信号控制中的左转车辆通行对直行车辆影响很大。行人过街信号与上游交叉口的不协调导致车辆通过上游交叉口后遇到行人过街而再次停车。基于上述交叉口信号控制存在的问题，本设计进行了如下研究：①介绍了常用定时信号控制算法和感应信号控制的基本工作原理，分析了传统定时控制的优越性和局限性。②设计了一种自动信号控制方法，这种方法能使交叉口根据实际交通情况选择合理的定时信号配时方案，不过这个需要配备额外的感应器。
本设计将要完成红灯停，绿灯行，黄灯停3S的操作，并且如当一道有车而另一道无车是，交通灯控制系统能立即让有车的车道放行，单人行道上人数较多时，智能转换交通灯状态，行人优先通过，当有紧急车辆（如110、112、119等急救车）要求通过时，此系统应能禁止普通车辆通行，路口的信号灯全部变红，以便让紧急车辆通过。假定紧急车辆通过时间为2s，紧急车辆通过后，交通灯恢复先前状态。
3设计思路及框图 3.1交通灯设计
首先了解实际交通灯的变化情况和规律。设有一个南北（SN）向和东西(WE)向的十字路口，两方向各有两组相同交通控制信号灯，每组各有四盏信号灯，分别为直行信号灯（S）、左拐信号灯（L）、红灯（R）和黄灯（Y），交通控制信号
山西大学工程学院 第2页
灯布置如图1所示。
根据交通流量不同，交通信号灯的控制可实现手动、自动两种控制。平时使用自动控制，高峰区可使用传感器智能化控制。智能控制时，传感器通过检测道路交通情况对交通信号灯进行实时控制；自动控制时，交通信号灯控制规律用图2状态转换图来描述。
图1
红绿灯显示系统框图
3.2交通灯定时控制
图2
红绿灯系统控制流程图
山西大学工程学院 第3页
定时控制系统控制流程图如上图2，初始状态0为SN直行WE红灯，然后转状态1为SN黄灯WE红灯。过一段时间后，转状态2为SN左拐WE红灯。再转状态3，SN黄灯WE红灯。过一段时间后转状态4，SN红灯WE直行。然后状态4，SN红灯WE直行。状态5为SN红灯WE黄灯。状态6为SN红灯WE左拐。状态7为SN红灯WE黄灯。又循环至状态0，重复循环上述状态。
3.3传感器智能控制
图3 磁检测器方框图
交通灯在采用智能化控制时，采用磁感应车辆检测器.这种环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。这些埋设在道路表面下的线圈可以检测到车辆通过时的电磁变化进而精确地算出交通流量。交通流量是交通统计和交通规划的基本数据，通过这些检测结果可以用来计算占用率(表征交通密度)，在使用双线圈模式时还可以提供速度、车辆行驶方向、车型分类等数据，这些数据对于交通管理和统计是极为重要的，可通过分析这些数据，然后通过外部中断动态控制交通灯的状态，实现道路交通灯的智能化控制，让交通灯根据实际情况转换状态。原理框图如上图图3所示。
对于交通信号灯来说，应该有东西南北共四组灯，但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的，所以可以用一个I/O控制相同的两灯，因此，采用单片机内部的I/O口上的P0口中的8个引脚即可来控制16个信号灯。通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来模拟交通信号灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。通过定时器精确延时送显，在原有的交通信号灯系统的基础上，增添其倒计时间的显示功能，实现其功能的扩展。通过添加感应器检测车流量、人行道情况通过外部中断动态调节人、山西大学工程学院 第4页
车流量，使交通更加智能，提高道路运行速率。硬件电路设计 4.1单片机电源电路
图4 电源电路
如上图图4所示是电源电路，这里开关用的双路开关，双路开关并联能更好的确保给后级提供更大电流。电容C4、C5，都是隔离断开直流的，在这里添加了一个发光二极管指示灯，在我们打开开关的时候，这个二极管会亮，下面的R12为限流电阻，给发光二极管提供合适的电流。
4.2 单片机复位电路
单片机的复位操作有上电自动复位和手动按键复位两种方式。本次设计采用手动按键复位设计，如下图5所示。
图5 按键复位电路
当这个电路处于稳态时，电容起到隔离直流的作用，隔离了+5V，而左侧的
山西大学工程学院 第5页
复位按键是弹起状态，下边部分电路就没有电压差的产生，所以按键和电容 C1 以下部分的电位都是和GND 相等的。按键复位有 2 个过程，按下按键之前，RST 的电压是 0V，当按下按键后电路导通，同时电容也会在瞬间进行放电，会处于高电平复位状态。当松开按键后，先是电容充电，然后电流逐渐减小直到 RST 电压变 0V 的过程。按下按键的瞬间，电容两端的 5V 电压会被直接接通，此刻会有一个瞬间的大电流冲击，会在局部范围内产生电磁干扰，为了抑制这个大电流所引起的干扰，在电容放电回路中串入一个 18 欧的电阻来限流。
4.3 交通LED灯及外围驱动电路
图6交通LED灯电路
将NS道上的两个同色灯连在一起，WS道上的同色灯也彼此相连(此处用发光二极管模拟实际的交通灯，各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5v的电源上，发光二极管的阴极接到单片机的P0口)用AT89C51单片机的P0.0—P0.7共8根输出线控制各色交通灯的点亮与熄灭；为了更加直观的显示红绿灯的情况，用了共阳极数码管显示倒计时，数码管显示有动态扫描和静态显示，由于静态显示需要占用过多的IO口，这里用动态扫描，用P1控制数码管的断选信号端，P2.6、P2.7控制数码管的位选信号端，可以显示出每个灯的倒计时。紧急车辆通过时，采用外部触发按键实时中断方式进行处理。根据该系统的功能要求及所用元器件，设计硬件电路，电路原理图如图6所示。
由于单片机的输出电流有限，需要用到芯片驱动LED，使LED可以正常使用，这里使用74LS245，74LS245是一个双向缓冲器，引脚AB是方向引脚，这
山西大学工程学院 第6页
个引脚为高电平的时候，右侧所有的电压都等于左侧对应编号的电压，所以这里AB引脚接的+5V电源，即高电平。图中还有排阻RP1做为上拉电阻。引脚OE为输出使能端，低电平有效。在74LS245输出端有R3~R10的限流电阻，给LED灯提供恰当的电流。
在LED的阳极接有PNP三极管，可以通过单片的P2.5控制所有的LED的通断，只有P2.5端电平为高时LED才能正常工作，通过单片机的P0口控制LED的状态。数码管的显示也需要大电流，这里外接上拉电阻可以提供足够的电流，原理图中用了排阻RP2，可以使数码管正常工作。交通LED灯驱动电路如图7所示。
图7 交通LED灯驱动电路
4.4 按键控制电路
图8 按键控制LED电路图
山西大学工程学院 第7页
智能化控制中使用到传感器，传感器采集到的数据通过系统分析，然后反馈到单片机外部中断，通过中断程序选择合适的处理程序。
整个交通灯控制系统通过按键模拟控制LED的状态，SW1控制LED是定时循环还是智能控制，SW2控制LED灯是顺序切换状态还是手动选择LED状态。SW1按下触发外部中断0进去中断程序，在中断程序中可以通过查询方式判断P3.7是否按下，如果检测到P3.7为低电平则SW2按键按下，系统进入只能控制LED状态模式，单片机通过检测P2.0~P2.3的电平状况确定LED灯要显示的状态，例如：若单片机检测到端口P2.0电平为低，则要求交通灯要WE方向左拐，系统调用左拐子程序，使单片机控制LED灯先NS黄灯闪3下，然后NS红灯亮，WE左拐指示灯变绿。如果系统监测到P3.7为高电平则SW2弹起，系统进入只能顺序切换模式，单片机检测P2.4的电平情况，检测到一次说明按键按下一次，交通的按照定时方式的顺序变换状态，使交通灯稳定顺次执行。
如果遇到十字路口发生交通事故，可以触发紧急逼停按键，这样四个方向都为红绿灯，等突发情况处理完毕后，然后根据实际情况选择合适的处理程序。这样可以根据实际的车、人流量动态调节交通灯，智能解决各种突发情况，按键控制电路如图8所示。
按键消抖有两种方式：硬件消抖和软件消抖，硬件消抖需要引进RS触发器或者单稳态电路，这需要额外的硬件开支，而软件消抖只需要用延时函数就可以完成，因此这里选择软件消抖。
4.5 单片机主电路
采用这款芯片及克服了采用8031需要添加外部外部程序存储器导致电路复杂的缺点，又克服了采用8751导致电路制作成本高的缺点，AT89C51单片机芯片具有以下特性：
1）指令集合芯片引脚与Intel公司的8051兼容； 2）4KB片内在系统可编程FLASH程序存储器； 3）时钟频率为0~33MHZ；
4）128字节片内随机读写存储器（RAM）； 5）6个中断源，2级优先级； 6）2个16位定时/记数器；
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图9 单片机引脚结构图
4.6 整体电路图设计
图10 AT89C21单片机交通灯控制电路
本次设计采用AT89C51单片机，其中P0.0—P0.8共8根输出线控制各色交通灯的点亮与熄灭，通过外部中断0控制交通灯的切换方式，端口P3.7控制在
山西大学工程学院 第9页
智能模式下是顺次转换状态还是动态选择，在顺序转换模式下P2.4控制交通灯的状态转换。在动态模式下，根据传感器分析数据结果，通过P2.0~P2.3控制交通的的各种状态。P1和P2.7、P2.6控制数码管的显示，可以直观的看到交通灯的状态。在传感器检测某一方向车流量过多，或者人行道上滞留行人过多，或有紧急车辆通过时，采用外部触发中断实时中断方式进行处理，这时可按下SW1、SW2两按键，然后智能选择交通灯的状态，选择合适的交通灯，让滞留过多的方向通过时间长点，让道路更加通畅。上图10为整个交通灯控制系统的整体电路图。软件设计
5.1 系统程序流程图设计
开始各变量、端口初始化主程序显示子程序N中断信号Y中断子程序
图11 交通控制系统程序流程图
根据硬件电路原理图，并按系统的功能画出程序流程图。由于此系统较为简单，故采用自上而下的设计方法，进行程序设计；对传感器分析的数据处理，采用中断的方法，由中断选择合适的处理程序处理，在传感器不工作的时候，可以返回主程序执行。程序流程如下图11所示。
设计中断处理程序时，最主要的地方是如何保护进入中断前的状态(信号灯、P
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口、单片机寄存器的状态)，使得中断程序执行完毕后能问到交通灯中断前的状态。除了保护累加器ACC、标志寄存器PSW外，还要注意主程序中的延时程序和中断处理程序中的延时程序不能混用。
5.2 系统程序设计
如下所示为整个系统控制程序：
#include
//延时计数
//按键次数计数
//数码管显示数值
//定时1秒计数
unsigned char table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82，0xF8,0x80,0x90,0x7f};//共阳极数码管显示编码
unsigned char disdata[4];sbit NSL=P0^0;sbit NSS=P0^1;
//NS左拐指示灯 //NS直行指示灯 //NS红灯指示灯 //NS黄灯指示灯 //WE黄灯指示灯 //WE红灯指示灯 //WE直行指示灯 //WE左拐指示灯 //控制所有LED的灭 //数码管位选端 //数码管位选端 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;
//手动切换LED灯状态
//选择NS直行
//选择WE直行
//选择NS左拐
//选择WE左拐
//选择顺序、随机切换
sbit Key_7=P3^6;
//突发情况，四个方向全部红灯 void Time0_Int()
{
//定时器0初始化
TMOD=0x01;TR0=1;EA=1;
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} ET0=1;IT0 = 0;EX0 = 1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;
//延时 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红灯
NSL=1;NSS=0;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS左拐，WE红灯
NSL=0;NSS=1;NSR=1;NSY=1;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//NS黄灯，WE红灯
NSL=1;NSS=1;NSR=1;NSY=0;WEL=1;WES=1;WER=0;WEY=1;
//WE直行，NS红灯
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=1;WES=0;WER=1;WEY=1;
//WE左拐，NS红灯
NSL=1;NSS=1;NSR=0;NSY=1;WEL=0;WES=1;WER=1;WEY=1;
//WE黄灯，NS红灯
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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){
//手动选择NS直行
//手动选择WE直行
//手动选择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(){
//手动选择WE左拐
if(Key_5==0){
}
//手动选择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;
//数码管显示初值判断程序
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if(count==10||count==470||count==930||count==1390){ } if(count==410||count==870||count==1330||count==1790)count2=20;
//判断为绿灯，数码管倒计时初值为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){
//判断为黄灯，数码管倒计时初值为3秒
//定时1秒，每隔一秒倒计时减一
//数码管显示程序
//十位显示的数值
//个位显示的数值
//自动转换LED灯状态，绿灯20秒，黄灯3秒
//NS直行指示灯显示20秒，数码管倒计时显示
//NS黄色指示灯显示 3秒，数码管倒计时显示 //NS左拐指示灯显示20秒，数码管倒计时显示
山西大学工程学院 第15页
} NS_turn();Ledshow();if(count>870&&count<930)
//NS黄色指示灯显示 3秒，数码管倒计时显示
{
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直行指示灯显示20秒，数码管倒计时显示
//WE黄色指示灯显示 3秒，数码管倒计时显示 //WE左拐指示灯显示20秒，数码管倒计时显示 //WE黄色指示灯显示 3秒，数码管倒计时显示
//主函数
山西大学工程学院 第16页
void Time0()interrupt 1 {
}
//定时50ms TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;count++;count3++;void Interrput0()interrupt 0
//外部中断0，用按键手动切换LED灯状态 {
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;
//根据按下的次数选择显示状态 Delay(10);if(Key_1==0){ } while(Key_1==0);count1++;
//检测按键按下次数 Delay(10);while(Key_6==0){
} Opera_NS_stra();Opera_WE_stra();Opera_NS_turn();Opera_WE_turn();
//判断是顺序，随机显示
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 仿真结果显示
NS直行
NS左拐 NS黄灯
WE直行 WE左拐 WE黄灯
通过Protues对整个电路和程序仿真，仿真结果如上图，启动电源后，交通灯先按照定时方式按照变换程序依次变换，同时数码管显示倒计时。在传感器检测道路情况后并分析，把结果传给单片机，通过外部中断切换交通灯的变换状态，这里用按键模拟传感器检测到的结果，可以实现根据检测到的流量情况不同，对交通灯实时变换，按照行人优先、高流量方向长时间放行设计，基本上达到了设计要求。
总
结
通过本次课程设计，我们在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟.。在此过程中，我们通过查找资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑
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战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。使用Protues和Keil作为我们的设计工具，很好地锻炼自己的语言编程能力和软件仿真能力，养成良好的语言编程风格和模拟操作方式。不管怎样，这些都是一种锻炼，一种知识的积累，能力的提高。完全可以把这个当作基础东西，只有掌握了这些最基础的，才可以更进一步，取得更好的成绩。当然，我们还存在着很多不足，设计中有很多还完善的地方，期望以后可以做得更好
参考文献
【1】《手把手教你学 51 单片机-C 语言版》--金沙滩工作室宋雪松编著，清华大学出版社。
【2】《单片机原理与应用及C51程序设计》—杨家国、谢维成，清华大学出版社。
【3】肖洪兵.跟我学用单片机[M].北京：北京航空航天大学出版社,2002.8． 【4】徐惠民、安德宁． 单片微型计算机原理接口与应用[M]．第1版．北京：北京邮电大学出版社，1996.【5】于凤明．单片机原理及接口技术[M]．北京：中国轻工业出版社．1998． 【6】陈伟人.单片微型计算机原理与应用[M].北京：清华大学出版社, 2006.5.【7】赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：天津大学出版社，2001.3． 【8】《单片机原理与接口技术》--牛昱光、李晓林等编著，电子工业出版社
第五篇：实训-交通信号灯控制系统
交通信号灯控制系统
重点内容：
LED显示的驱动电路设计和LED显示输出扫描程序 按键输入电路和按键扫描程序 时间中断的使用。
一、实例说明
有如图所示的街区十字路口，需要为十字路口设计一个交通灯控制系统，该系统的要求如下：东南西北每个方向各有一个红绿灯组，每个红绿灯组包含红黄绿三种颜色的信号灯。
每天的23：00~次日凌晨的6：00，由于车流量较小，为了节省电能各个方向的红绿灯出于休息状态（只亮黄灯）。
每天的6：00~23：00，红绿灯出于工作状态，两个互相垂直方向的绿灯交替点亮来控制交通。交通灯工作状态过程如后所示，在某一个时间段东南方向红灯亮，西北方向绿灯亮；经过一定的时间后，西北方向该为黄灯闪烁，此时东南方向保持红灯；西北方向红灯闪烁5秒后转为红灯，此时东南方向变为绿灯。依此东南方向的红绿灯和西北方向的红绿灯循环往复。
交通信号灯控制系统提供了一个控制面板，交警可以通过该面板可以调整红灯和绿灯亮的时间间隔、控制交通信号灯控制系统的开关等，从而达到控制交通流量的目的。交通信号灯控制系统的控制面板如下图所示，该面板共有6个LED，每3个LED为一组，用于显示交通信号灯的点亮时长（单位为秒）；面板上共有5个按键，用于控制交通灯控制系统的点亮时长和系统的开关。
二、硬件电路设计
1、LED输出电路
本案例中共有6个LED，为了充分利用ARM微处理器的IO资源，我们采用扫描的方式。
LED的输出电路如上图所示，为了使电路比较清晰，这里只画出了其中两个LED。每个七段码LED的a~g端口是并联，分别连接LPC2131的P1.19、P1.20、P1.21、P1.22、P1.23、P1.24和P1.25。而gnd端口各由一个管脚控制，6个七段码LED的gnd端分别连接LPC2131的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4和P0.5。当需要点亮其中某一个七段码LED时，将对应的gnd端口电平拉低，a~g端口根据需要显示的数字给不同的电平。这种连接方式在某一特定时刻只能点亮其中一个七段码LED，而其他的七段码LED处于熄灭状态。
为了让他们看上去是同时点亮并且能够显示不同的数值，我们利用人眼的视觉暂留对他们进行扫描，在一个比较短的始终周期内（0.01s左右）轮流点亮6个七段码LED。
2、按键电路
本案例中的共有5个按键，如下图的控制面板所示，其中一个按键用来控制交通灯控制系统的开关，而其他四个按键用来调整红灯和绿灯的持续时间 按键电路如下图 所示，当没有任何按键被按下时，所有与按键连接的管脚为高电平；
当任意一个按键被按下时，相应按键连接的管脚上为低电平。通过判断那个按键连接的管脚为低电平，就可以判断哪个按键被按下。
3、信号灯显示控制电路
本案例中ARM微处理器驱动信号灯的原理图如图 所示，ARM微处理器管脚的电流驱动能力通常在几个uA左右，不能直接用来驱动继电器，因此首先要通过电流驱动电路进行电流放大，然后采用放大后的电流来驱动继电器。
各个ARM微处理器管脚控制的信号灯如图 8-7所示。每个管脚控制一个信号灯，当某管脚为低电平时，其所控制的信号灯熄灭；当某一管脚为高电平时，其所控制的信号灯亮。ARM微处理器程序通过控制这些管脚的电平就可以控制信号灯的亮灭。
三、软件设计
1、LED输出程序
LED显示函数的作用是将整型变量gtime和rtime的值显示在LED上，其中gtime和rtime都保证在0~999范围内，可以用3个LED来显示。LED显示函数的代码如下图所示。变量segid的值用来表示当前应该点亮6个七段码LED中的哪一个，segid每隔(1/120)秒变化一次，变化一个周期（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;}
接下来程序根据digi的值计算七段码LED的a~g端的电平值，例如当dig=0时，表示当前显示的LED需要显示的数值为0，则应该点亮下中LED的b和c端。因此g~a对应的电平值为0000110，对应的十六进制值为0x06。
2、按键扫描程序
按键扫描函数主要作用是扫描控制面板上5个按键的状态，根据各个按键的不同功能做出相应的处理。
3、时间中断处理函数
本案例中时间中断处理函数有两个作用：
产生LED扫描需要的间隔时间，由于控制LED显示输出的全局变量segid在每次时间中断发生时加1，当其值达到5时变回0重新循环。由于时间中断的周期为1/120秒，因此segid每0.05秒循环一个周期，也就是LED刷新的周期为0.05秒。
控制交通灯亮的时间，变量time_cnt在0~11之间变化，循环周期为0.1秒。因此变量curtime每0.1秒变化一次。变量curtime在主函数中将用来与phase中的值比较，从而确定各个交通灯的状态。
4、主函数
主函数的作用是完成交通灯控制系统的整个任务循环，函数反复对输入按键进行扫描，如果有按键请求则进行处理。于此同时函数反复检测当前时间交通灯应该所处的状态，控制交通灯的输出，并更新LED的显示。
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