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基于PROG-110的交通灯控制器设计

基于PROG-110的交通灯控制器设计

点击数:7529 次   录入时间:03-04 11:57:49   整理:http://www.55dianzi.com   交通控制指示

  1.电路功能
  
  SNR、SNG、SNY(分别由图二中的J1R、J1G、J1Y驱动)为南北方向路口的红、绿、黄灯;EWR.EWG、EWY(分别由图二中的J1R、JlG、J1Y驱动)为东西方向的红、绿、黄灯。SJ为紧急按钮,SF为复位按钮。各方向的红绿黄灯工作顺序是这样的:东西南北方向的红灯亮3秒;②然后南北方向的绿灯亮51秒,此时东西方向的红灯继续点亮;③51秒结束后南北方向绿灯闪3秒(每秒点亮一次),同时东西方向的红灯继续点亮;④然后南北方向的黄灯亮3秒、东西方向红灯继续点亮;⑤接着东西南北方向红灯同时亮3秒;⑥东西方向绿灯亮51秒,同时南北方向红灯亮;⑦东西方向绿灯闪3秒(每秒亮一次)南北方向红灯继续点亮;⑧东西方向黄灯亮3秒,南北方向红灯继续点亮。到此完成一个循环周期,在正常情况下(JJ、SF均不按下)自动进入下一个循环周期,又从①开始下一个循环,每个周期时间为2分钟。如此周而复始。
  
  当有领导车队或特种车辆(如正在执行任务的消防车、警车等)通行时,按下紧急按钮JJ,P6口输入低电平,东西南北方向四个路口全是红灯亮,使普通车辆停行避让而方便特种车辆通过,同时扬声器中发出滴滴的报警音。当特种车辆通过完毕,按下复位按钮FW使模块复位并自动从第一条指令开始运行,这时又进入正常指挥状态。各方向指挥灯工作时序见下图。

指挥灯工作时序

  2.电路工作原理电路
  
  原理如下图所示。
  
  本电路控制四个路口,六组指挥灯需要六个输出端口,另外需要一个紧急按钮输入端口,这样共需七个I/O端口方能完成控制任务。PROG-110模块仅有六个I/O端口,这个矛盾怎么解决呢?我们可以有两种方法:第一种方法可以使用两块PROG-110串联扩展的方法得到10个可使用的I/O端口,这样做的缺点是增加成本较多。第二种方法是直接对模块的I/O口进行扩展。这里我们使用两块CMOS模拟开关CD4051将PROG-110的P1-P4四个端口扩展成六个输出端口,把P6口设置成紧急按钮输入口,还有P5口闲置备作它用。两种方法从成本上比较来看,用两块CD4051替代一块PROG-110模块是非常经济的,用两块CD4051的价格还不足一块PROG-110的十分之一。

交通灯控制器电路原理图

  CD4051是八路双向模拟开关,有三个地址位,可完成8对1的传输。这里我们只使用两个地址位,完成3对1的传输就够了。下图是CD4051的各端脚功能图和真值表。通过真值表可以看出CD4051实际上是一个单刀八掷开关,其开关状态由地址位输入的三位二进制码来决定。我们用ICI的0、1、2三个通道来控制南北方向的红、绿、黄三组指挥灯,用IC2的0、1、2三个通道来控制东西方向的红、绿、黄三组指挥灯,每组指挥灯的绿灯闪灭状态(即红绿黄全灭)相当于第四种状态,那么每片IC4051使用两位地址就够了。每片4051的OUT/IN端(③脚)用来作输入端常接+5V,0-7八个IN/OUT端作输出端,它们将根据地址编码决定它们中某一位输出+5V电压驱动相应的继电器带动相应的指挥灯发光。我们用PROG-110的PIP2口控制IC1的两位地址、P3 P4口控制IC2的两位地址,通过编程使IC1、IC2的0-3端口在不同时刻呈现响应状态完成指挥灯的发光和切换。指挥灯可以选择不同方式。

CD4051的各端脚功能图

CD4051真值表



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  3.编程方法
  
  从电路功能和电路原理分析可知,四个路口六只灯的控制是分别由IC1、IC2的0、l、2三个通道进行控制的,而这三个通道又都受各自的地址位ABC的控制。由于我们只使用三个通道四个状态,为了节约PROG-110的I/O口硬件资源,将IC1、IC2的高位地址C接地,只使用A、B两位地址进行控制,这样只需PROG-110的Pl、P2、P3、P4四个I/O口即可完成对六只指挥灯的控制。
  
  从电路功能分析中我们已经知道指挥灯一个工作周期内分为八个时段,对应于这八个时段中六只灯的亮灭状态找出对应的Pl-P4口的输出状态,也就是确定Pl-P4口的编码值,然后根据这八个时段中不同的时长和编码值进行编程。下图是一个周期内各时段六个灯的亮灭状态与对应编码的关系。
  
  由于紧急状态是随机的,所以在整个周期的八个时段中随时都要对紧急按钮(P6口)进行检测,所以每个时段开始首先设置了输入指令06,而且在每个时段的过程中随时调用06指令,以满足实际需要。
  
  紧急状态指令可作为子程序处理,由于全部程序共107行,子程序共11行,子程序入口处于全部程序的第97行,程序第一行输入指令的下跳参数K将小于99,所以可将子程序放在主程序的后面。

六个灯的亮灭状态与对应编码关系

  4.程序清单

程序清单

程序清单

程序清单




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