浅析基于的交通灯控制系统设计.doc

浅析基于8086交通灯控制系统设计
闫妍 辽宁石化职业技术学院 121002

摘要: 经济高速发展以及城市交通拥挤现实状况, 为了愈加好满足市民出行需求, 交通灯智能化对提升城市通行能力是十分关键。本文对基于8086交通灯控制系统模式以及电路设计进行了简单介绍, 在PROTEUS环境下进行了三种方案电路设计, 同时采取EMU8086软件完成了系统软件设计, 经过PROTEUS进行了系统仿真, 并对比了三种方案设计优缺点。
关键字: 交通灯, 控制系统, 电路设计
一、 城市交通堵塞危害
伴随中国经济发展, 以及城市人口增多, 为了满足居民出行要求, 居民机动车持有总量逐年升高。伴随机动车辆增加, 城市交通问题越来越严重, 交通拥挤等问题给市民出行带来了很大困扰。
因为交通堵塞, 不得不使居民通勤时间增加, 这么一来, 大家用于工作时间就大大降低了, 不仅如此还造成了驾驶人员额外经济损失。驾驶人员在不好路况下就会感到愤怒及烦躁, 对驾驶人员健康也是不利。
因为在塞车时引擎仍然是出于运转中, 而且是连续小号燃料, 而且因为道路拥挤, 在行驶途中车辆会常常刹车、 加速等, 就会造成燃料花费增加, 所以交通堵塞不仅造成了能源浪费, 同时也是污染空气凶手之一。因为尾气排放增加, 致使都会区生活品质降低, 使市区居民开始逐步向郊区转移。所以对城市路网通行能力进行提升, 实现科学化管理道路交通, 确保城市交通安全便捷以及高效通畅已经成为了政府关键问题。
本文经过使用8086微处理器, 能够经过3中方法实现对交通灯控制, 同时使用了PROTEUS仿真进行了模拟仿真, 从微处理器角度提出了一个处理堵塞问题新方法, 而且对定时以及中止功效在交通灯控制系统中关键性进行了说明。
二、 交通灯控制系统分类
依据信号控制原理交通控制系统能够分为3类:
1、 定时控制。
依据时段不一样, 定时系统又包含: 单时段定时与多时段定时控制。所谓单时段定时是指天天只在指定一个配时方案下工作（该方案是该路段下历史交通数据计算出）; 而多时段定时控制就是在一天中, 该系统能在多个时段根据多个不一样配时方案进行交通灯控制。
2、 感应控制
感应控制是经过路面上检测器对该路段交通流信息进行获取, 这么不仅仅使得控制系统正确性得到了确保, 同时也确保了指挥合理性。
3、 自适应控制
自适应控制系统包含实时交通信号模拟系统以及配时参数实时选择系统。
三、 PROTEUS+8086+EMU8086模式
PROTEUS是电子设计自动化领域中一款功效非常强大软件, 使用该软件能够完成电路仿真到PCB制版系列工作。INTEL8086是是16微处理器中比较经典一个处理器, 因为它是采取地址数据分时复用工作方法, 这就使得引脚设计个数得以简化了。EMU8086-MICROPROCESSOREMULATOR包含原始编辑器、 组译器、 反组译器以及一个虚拟PC, 在汇编语言编辑、 编译、 调试方面含有非常出色表现。
有部分人认为, 汇编语言应用范围有限, 所以不能对它关键性正确定识。汇编语言对于计算机科学技术是非常关键, 是不能不学习。学习好汇编语言能愈加快愈加好操作计算机系统, 也是实现计算机对硬件控制唯一语言。
本文经过PROTEUS仿真, 实现了共三种类型交通灯控制: 基于硬件定时和软件查询方法交通灯控制处理方案, 基于软件定时交通灯控制处理方案以及基于硬件定时和中止控制方法交通灯控制处理方案。
四、 交通灯控制系统设计
设计一套8086微处理器系统, 东西南北四个方向交通灯系统设计经过8255并行接口来实现。每个方向上包含红、 黄、 绿三种模式。比如一个十字路口上, 1、 3为南北, 2、 4为东西。第一个状态为: 1、 2、 3、 4全是红灯; 第二种状态为1、 3绿, 2、 4红; 第三种状态为第二种状态为1、 3黄, 2、 4红; 第四种状态为1、 3红, 2、 4绿。在初始状态, 状态1在0.5s后切换为状态2, 状态2连续7s, 切换状态3闪烁连续3s至4, 依此规律类推。

图1、 十字路口简图

使用8086CPU为主控芯片。为了满足系统设计要求, 我们选择了最小模式系统, 74LS373为输出锁存器, 能够锁存CPU输出地址信息, 这么就能满足数据地址线分时复用, 而且考虑到CPU总线负载能力, 需要使用74LS245双向数据总线收发器来使得数据总线驱动能力增强, 以对与CPU连接数据总线输入和输出进行提供。LED交通灯并行输出控制端是8255并行可编程接口芯片, 其输出设备显示是红绿黄三色二极管LED灯, 经过设备显示能够实现对双向交通灯控制。8253是一个常见定时器以及计数器, 能够实现硬件定时; 8259A是中止控制器, 当外部有终端请求时它能够进行接收。中止、 定时在交通控制中是非常关键。
方法1: 基于软件定时交通灯控制。其步骤图见图2:

图2、 方法一程序步骤图
方法2: 基于硬件定时和软件查询方法交通灯控制。在这种方法下定时比较正确, 定时0.5s以及对输入查询程序为图3所表示。

图3、 方法2子程序
方法3: 硬件定时以及中止控制方法。其定时较正确, 中止程序代码如图4

图4、 中止程序代码
五、 结语
经过对以上三种方法对比, 方法1对交通灯控制采取软件定时, 不仅不正确同时微处理器工作效率比较低下; 方法2下正确度即使有所提升, 不过其工作效率仍然比较低; 方法3下不仅仅提升了其定时精度, 同时极大提升了微处理器工作效率以及对异常事件反应能力, 非常适适用于交通灯控制系统。
参考文件:
[1] 崔凤英. 基于视频车流量检测算法研究[D]. 青岛: 青岛科技大学, : 35~40.
[2] 刘志锋. 基于单路口变相位控制交通线控制系统设计[D]. 厦门: 厦门大学,
[3] 尹铁源, 纪玉玲, 杨怀清. 城市交通干线信号优化控制仿真设计与开发[J]. 现代农业科技, , (14)