城市交通信号机的硬件设计

　　引言

　　伴随着现代高新技术的广泛推广与应用，城市交通信号控制系统呈现出两大发展趋势：

　　(1)控制理念的变化;

　　(2)人工智能技术的应用。

　　智能交通信号控制机主要应用在那些城市交叉口车流量较大、交通流冲突较多和复杂的交叉口与岔道口，以及某些道路路段上对交通流方向控制的地方，以改善交通环境，管理和疏导交通为目标，通过交通信号对道路上交通流量的调节、控制和疏导，以达到维护交通秩序，保障交通安全畅通，减少交通事故的目的。

　　1 交通信号控制机系统概要

　　智能交通控制器机是交通控制算法的执行机构。控制器主机硬件采用了可裁剪的模块化设计方案，软件采用具有很好移植性能的C语言编写，主要以单片机为核心实现十字路口红绿灯的自动控制，主要功能有全自动多时段配时控制，半自动控制、手动换相、附加左转绿灯、人行道通行灯等。

　　2 交通信号控制器硬件设计

　　2.1 交通信号机硬件整体

　　由图1和图2所示的交通信号机的硬件整体框架图和核心电路整体框架可以看出，核心电路板是以单片机为主，其中包括时钟模块、存储模块、键盘输入模块、防死机模块、方案控制显示电路模块、灯色显示电路模块、时间显示模块。下面对上述模块进行简要说明。

　　(1)时钟模块：利用DSl2887芯片与单片机AT89C51进行通信，以实现实时时间钟信息的读取。

　　(2)存储模块：使用93C46芯片作为单片机的外部存储器，用于存储配时表信息。

　　(3)键盘输入模块：利用74LS244设计键盘输入电路。

　　(4)防死机模块：利用74LSl23构成复位电路，防止单片机进入死循环。

　　2.2 时钟模块的电路设计

　　时钟电路完成的主要任务是利用时钟芯片与单片机之间的通信，使单片机获得标准的实时时钟信息。在这里选择DSl2887时钟芯片，此芯片具有自带电池，可以断电存储时钟信息。

　　时钟模块电路如图3所示。

　　(1)当时钟芯片的片选段CS(13管脚)为低电平有效，单片机可对其进行读写;

　　(2)单片机的RD(P3.7，17管脚)低电平向时钟芯片的RD(DS，17管脚)发出读取数据请求，此端口有效说明单片机正在读取时钟数据;

　　(3)单片机的WR(P3.6，16管脚)低电平向时钟芯片的WR(15管脚)发出写数据请求，此端口有效说明单片机正在向时钟芯片中写数据;

　　(4)单片机的ALE(30管脚)用于访问时钟芯片(AS，14管脚)时输出脉冲来锁存低8位地址;

　　(5)时钟Rester(18管脚)接100 kΩ电阻串联接Vcc，另外的一个线直接接在Vcc;