一种十字路口交通管理控制器的设计

一种十字路口交通管理控制器的设计

技术领域

本发明专利涉及电子设计技术领域，尤其涉及一种十字路口交通管理控制器的设 计。

背景技术

交通信号灯自动指挥系统是典型的数字控制系统，在城镇街道的十字交叉路口， 为保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红黄绿交通灯，其中红灯亮，表示 该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车 辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、 黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动 化。

发明专利内容

本发明专利涉及一种十字路口交通管理控制器的设计，本发明在主、支道路的十字路 口分别设置三灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快速穿 越，本发明根据车流状况不同，可调整三灯点亮或关闭时间。

附图说明

图1：交通灯工作时序图。

图2：工作框图。

图3：交通灯控制器框图。

图4：脉冲信号发生图。

图5：交通灯工作时序图。

图6：信号灯状态转换图。

图7：状态转换图。

图8：计时和显示电路图。

图9：预置和调整时间部分电路图。

图10: 计时和显示电路的仿真分析图。

图11: 主路时间预置和调整部分的仿真电路图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种十字路口交通管理控制器的设计，本发明在主、支道路的十 字路口分别设置三灯控制器，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮要求压线车辆快 速穿越，本发明根据车流状况不同，可调整三灯点亮或关闭时间。

进一步的，主道路绿、黄、红灯的亮间分别为60S、5S、25S，次道路绿、黄、红灯；亮的 时间分别为20S、5S、65S。其时序关系如图1所示。

进一步的，根据要求中交通指示灯定时亮灭，时间指示采用倒计时显示，则需要由 状态控制器、定时系统、计数器和时钟电路等来满足。状态控制器主要用于记录十字路口交 通灯的工作状态，通过译码器分别点亮相应状态的信号灯。秒信号发生器产生整个定时系 统的时钟脉冲，通过减法计数器对秒脉冲计数，达到控制每一种工作状态的持续时间。减法 计数器的的回零脉冲时状态控制器完成状态转换。其工作框图如图2所示。

进一步的，如图3所示系统由控制器、定时器（即计数器）、秒脉冲信号发生器、信号 灯、预置数电路和译码显示电路组成。其中控制器是核心部分，由它控制定时器和译码器的 工作。秒脉冲信号发生器产生定时器所需要的标准信号，译码器输出两路信号灯的控制信 号。控制器的时钟信号计数器产生，每来一个时钟信号，控制器都会进入到下一个状态，从 而控制相应颜的灯亮。本方案整体组成是2个大部分：主道路和次道路。但是由于主次道 路除计数器预置的初始值不同外，其余均相同。因此，只对主道路做说明。整个电路实现主 要包括信号灯的转换、计时和显示电路、时间预置和调整三大部分。

进一步的，产生脉冲的方式是由555定时器组成的秒脉冲信号产生电路，具体的电 路原理如图4所示。

进一步的，设编码状态为S0=00、S1=01、S2=11、S3=10，其输出为Q0、Q1,其中GA、YA、 RA分别代表主绿、主黄、主红，GB、YB、RB分别代表次绿、次黄、次红信号灯，高电平“1”代表灯 亮，低电平“0”代表灯灭，其交通灯工作时序图及状态编码与信号灯关系如图5所示。根据设 计要求各信号灯的工作顺序流程如图5所示。信号灯有三种不同的状态，分别用S0（主绿灯 亮）表示、S1（主黄灯亮）、S2（主红灯亮）表示，其状态编码即状态图6及状态转换如图7所示。

进一步的，根据设计要求，交通灯控制系统要有一个能自动装入不同定时时间的 定时器，以完成60秒、5秒、25秒和20秒、5秒、65秒的定时任务。该定时器由两片74LS192N构 成的两位十进制可预置减法计数器完成；时间状态两支LED数码管对减法计数器进行译码 显示。电路如图8。例如当S1(Q1Q0=00)时，要求减法计数器按初值60开始计数。计数器接收 来自74LS245三态输出信号，得到的输出为高四位DCBA=0110，低四位DCBA=0000。之后个位 计数器接收秒脉冲信号，在上升沿触发倒计时计数，直到个位为0是（DCBA=0000），跳到9 （1001），最高位D端产生个上升沿，直接作用于十位计数端的脉冲信号输入，触发计数器减 数计数一次，以此类推。74LS192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和 置数等功能。当清除端MR为高电平“1”时，计数器直接置零当MR为高电平时，置数端PL也为 低电平，数据直接从置数端A、B、C、D置入计数器。当CLR为低电平LOAD高电平时，执行计数功 能。执行加计数时，减计数端DOWN接高电平，计数脉冲由UP输入；在计数脉冲上升沿进行 8421码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端UP接高电平，计数脉冲由减计数端DOWN输 入。

进一步的，如图9所示，三台输入芯片74LS245，方向控制器DIR为高电平时，数据从 A传到Ｂ，三态允许端～Ｇ，低电平工作，高电平封锁。三态允许端接受的信号直接来自信号 灯经过个非门后的信号，实现整体电路的控制。时间的预置和调整是直接输入进入到三态 输入。

进一步的，如图10所示，给即时显示电路置入初始值60,输入1Hz的时钟信号，经译 码显示后，可以看到计数器以一秒的间隔递减计数。当递减到00时，计数器重新置入60，如 此循环。

进一步的，如图11所示，通过开关给74245置入01100000、00100101、00000101，通 过观察三态输入端的高低电平和示波器的波形，可以看出，三态输入中保存的数据也，故可 知电路可以正常的进行时间的预置。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本 发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利 的保护范围之内。