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
0 K( D) ~+ m$ [5 }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
1 D; A& s+ A' P) W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
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。
) Y2 C; n% H" U
2 @; M% B7 ?) a) ?9 t关键词：交通信号控制系统;RS-485总线; P89LPC952单片机; PC总线

城市区域各交叉路口的交通信号不协调、不
3 h* a+ Y$ J" J& s  M) X优化是造成交通堵塞、道路通行效率降低的一个
, ?( P$ _) E$ B+ F: }重要原因。为了解决这一问题,国内外的专家学
/ v: c. ^- B4 I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
RS484总线与上位机进行通信,根据实时检测的
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。
- v; t9 ?3 a' f' D' ?1城市道路区域 内交通信号控制系
统的组成
7 |0 i' D) e0 g" g) y& _5 A, \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
测器等主要部分组成。其组成如图1所示。

" \  m3 S: B( F9 M2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
RS-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
6 x* S4 a+ B& C/ f! Q; U# S& ]文重点讨论下位机的硬件电路设计。
2.1 mcu 的选型[9]
通过对比各种类型单片机,本系统的MCU
" J9 T8 b# z- T) Y& P选定功能强、可靠性高、外围元件需求少的NXP
! u; z$ b8 o& oSemiconductors的P89LPC952 芯片。与标准
80C51相比,P89LPC952的指令执行时间只需
2~4个时钟周期,6倍于标准80C51器件。考虑
占用电路板面积、安装可靠性和成本等因素,选定
+ U6 t6 I9 T4 c- |8 ELQFP44封装形式。P89LPC952具有5个可编
程I/O口: P0,P1,P2,P3,P4,P5。片内还具有8
; T4 p5 s; _) M* {9 Mkb/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,
' W8 b9 l4 a# G: F/ m400 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。
/ m3 w+ D  E5 x2.2 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
信号灯控制口,配置为推挽模式。P4. 4~P0.7作
$ _! }$ Z5 k. `3 y, l; q为备用交通信号灯控制口，配置为推挽模式。
. ^( J2 C8 J2 H1 w6 C: b0 ZP4.0~P0.1作为行人交通信号灯控制口,配置为
# p% u3 H* j  O推挽模式。.
2)等待时间显示。P5.4~P5. 7作为字形信
2 O- q" F# A7 M) O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