城市交道口交通灯控制系统(3)

本设计选用双色LED发光管拼成箭头形状用来指示左右拐、直行等交通指示信息。绿色表示通行，红色则表示禁止通行。图2-6，中间箭头绿色，表示直行，两边箭头红色，表示禁止通行；图2-7，左边箭头绿色，表示左拐弯；其他红色则表示禁止通行和右拐弯。所有指示信息一目了然。

本设计以单片机为核心,采用主从双MCU结构,以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示,以LED数码管作为倒计时指示,以双色LED点阵作为行人通行的指示,以数字编码无线传输模式实现特种车辆检测,完成了题目要求的所有功能。在此基础上,我们增设了高分辨率(320×240)大屏幕LCD实时显示系统各种状态,同时显示日期和时间;增设了行人通行还配以形象的动画和温馨的语音提示;增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的

图2-6 直行箭头

图2-7 左拐弯箭头

2.2.2 行人通行指示及其实现

行人通行指示选用双色LED点阵，排列成人状，用两种颜色指示放行与禁止，结合软件可模拟行走和静止的“动画”，形象直观，如下图所示：

图2-8 允许通行1 图2-9 允许通行2

上图中所示绿色人形图像为允许通行标志，我们用LED双色点阵显示手臂

本设计以单片机为核心,采用主从双MCU结构,以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示,以LED数码管作为倒计时指示,以双色LED点阵作为行人通行的指示,以数字编码无线传输模式实现特种车辆检测,完成了题目要求的所有功能。在此基础上,我们增设了高分辨率(320×240)大屏幕LCD实时显示系统各种状态,同时显示日期和时间;增设了行人通行还配以形象的动画和温馨的语音提示;增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的

的连续摆动，表示此时可以通行，提醒行人加快步行。

图2-10 禁止通行

上图所示红色人形图像为禁止通行标志，我们用LED双色点阵显示人的站立姿势，表示此时禁止通行，提醒行人站在原地等候。

双色LED点阵驱动电路设计的好坏直接影响到系统的设计成本、显示效果及系统的运行性能。设计中串行控制驱动采用6B595芯片(74LS595也可用)，这种芯片具有一定的驱动能力，且可以直接驱动LED 发光管而无须另外添加驱动芯片。关于行的控制和驱动是相对容易的，因为行的工作方式是分时顺序工作的。由于行的组成是几个模块并联形成的，因此驱动的功率要求也比较大。

采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器，由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描。另一方面，根据各列锁存的数据，确定

相应的列驱动器是否将列与电源接通。接通的

列，就在该行该列点燃相应的LED；未接通的列

锁对应的LED熄灭。当一行的扫描持续时间结束

后，下一行又以同样的方法进行显示，全部各

行都扫描以遍之后（一个周期），又从第一行

下一个周期扫描。只要一个扫描周期的时间比

人眼二十五分之一秒的暂留时间短，就不容易

出现闪烁现象。右图2－11为LED点阵外观引脚

图。

图2－11 LED点阵外观引脚图

本设计以单片机为核心,采用主从双MCU结构,以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示,以LED数码管作为倒计时指示,以双色LED点阵作为行人通行的指示,以数字编码无线传输模式实现特种车辆检测,完成了题目要求的所有功能。在此基础上,我们增设了高分辨率(320×240)大屏幕LCD实时显示系统各种状态,同时显示日期和时间;增设了行人通行还配以形象的动画和温馨的语音提示;增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的

2.2.3 特种车检测及其实现

特种车辆检测，采用语音和数据无线相结合，由发射器和接收器组成，发射器安装在模型车上，接收器安装在主控板上，分别与单片机的串口相连，用于特种车辆强行通行信号控制，无特种车辆通过时信号灯按正常时序控制。

当119、120等特种车辆通过时，伴随着语音警报声，安装在交通灯装置上的接收模块接到信息，由单片机控制所有的灯都为红灯，不管信号灯原来的状态如何, 一律强制给特种车辆放行,特种车辆通过15秒以后,自动恢复原来的状态。

特种车辆强行通行信号同一时间只能响应一路方向, 若两个方向先后来特种车辆, 则按先、后次序依次响应； 若两个方向同时来特种车辆, 则按东西, 南北向依次响应。与此同时，液晶显示屏上实时显示交通灯工作状态的相关信息，实现了交警在室内准确无误的远程监视功能。此举不仅是对公安人员工作的配合，也大大降低了交通事故的发生率，提高了交通安全性，保证了交通系统工作的合理性、科学性、准确性。特种车检测发射模块原理图如图2－12所示。

图2－12 特种车检测发射模块原理图

2.2.4 键盘与状态显示及其实现

键盘在本设计中用于紧急情况的手动控制装置，以及定时时间的设置等功能，起到了不可或缺的重要作用。我们选用专用键盘/显示芯片HD7279。HD7279芯片价格低廉，内部含有译码器，并具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。在设计时，外围电路简单，只需一个电阻和一个电容即可解决键盘/显示电路的外围设计，如图2—13所示。而配合使用高分辨率液晶显示模 块则可以显示各种字符及图形，可与CPU系统直接接口，具有8位标准数据总线、

本设计以单片机为核心,采用主从双MCU结构,以双色LED发光管箭头作为直行和左右拐弯指示,以LED数码管作为倒计时指示,以双色LED点阵作为行人通行的指示,以数字编码无线传输模式实现特种车辆检测,完成了题目要求的所有功能。在此基础上,我们增设了高分辨率(320×240)大屏幕LCD实时显示系统各种状态,同时显示日期和时间;增设了行人通行还配以形象的动画和温馨的语音提示;增设了可根据交通拥挤情况分别设置主干道和次干道的

6条控制线及电源线，接口电路简单，控制方便，因HD7279内带许多功能，在程序设计时大大缩短了开发时间，系统的性价比高。

图2—13 HD7279键盘/显示模块

在完成倒计时、状态信息等的显示功能上，我们考虑了以下三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只能显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。

方案二：完全采用点阵式LED 显示。此显示方案功能强大，可方便地显示各种英文字符，汉字，图形等，而且美观，但这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作，因此我们不予采用。

方案三：采用发光管、数码管、LED点阵与高分辨率液晶相结合的方法。考虑设计需要，我们用双色发光管排成箭头符号，彩色LED显示人行道标志，分别构成交通提示信息，形象逼真；数码管用来显示倒计时时间；而液晶则对交通灯的各种状态信息进行实时显示，方便交警进行实时监测。

值得一提的是，我们使用的大屏幕LCD液晶显示屏自带中文汉字库，可显示用户自定义的任意符号和图形,并可卷动显示。主要有以下优点:(1)工作电压低、功耗极低。工作电压仅为3～5Ｖ,工作电流≤10μＡ/ｃｍ2，特别适用于低功耗仪器仪表中。(2)液晶显示属被动显示,受外界光线干扰小。(3)图形点阵式液晶可显示的信息量大、分辨率高。(4)不产生电磁干扰。(5)可靠性高,使用寿命长。此外，它可支持微处理器接口，且接口电路简单，图2-14为与MCU接口界面图。

图2-14 与MCU接口界面图

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