1、1智能交通控制系统数学与计算机系 指导老师： 摘 要使用凌阳科技的SPCE061A单片机以及模拟交通灯控制模组建立了带语音提示功能的十字路口智能交通灯控制系统,并在此平台上完成对交通灯状态进行模拟控制的软件设计。充分利用SPCE061A的语音特性,不仅具有红绿灯显示、倒计时功能,还能对红绿灯的转换进行语音提示,并能够根据路口需要设置红、绿灯的倒计时时长。关键字：SPCE061A 模拟交通灯 智能控制一、引言随着社会经济的发展,城市交通越来越成为人们不可忽视的问题。人、车、路之间的协调,已经成为交通管理部门主要解决的问题。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综
2、合管理系统,他是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。而交通信号灯是常见的交通管理系统。本文使用凌阳科技的SPCE061A 单片机以及模拟交通灯控制板,完成十字路口交通灯的模拟控制;采用C 语言对SPCE061A 编程,控制交通灯控制板上的L ED 数码管以及双色L ED 灯,以符合实际情况的顺序进行显示控制,并对红绿灯转换进行语音提示,完成对交通灯控制的二、系统设计2.1 倒计时 LED 数码管电路 2图 4.1 倒计时 LED 数码管电路数码管完成倒计时显示功能。拿南北方向举例，数码管从绿灯的设置时间最大值往下显示，每秒钟减 1，一直减到 1。然后从红灯的设置时间最大值往下显示，每秒
3、钟减 1，一直减到 1。接下来再显示绿灯时间，如此循环。 系统共有 4 个两位的 LED 数码管，分别放置在模拟交通灯控制板上的四个路口。因为四个方向的数码管应该显示同样的内容，所以我们可以把它们同样对待。也就是说各个方向的数码管个位（把数码管第二位定义为个位，第一位定义为十位）用一根信号线去控制，十位用另一根信号线去控制。这里采用动态显示，段选信号线为 a-dp，位选信号为 CS-4 和 CS-5。 2.2 红绿灯双色 LED 电路 图 4.2 红绿灯双色 LED 电路3双色 LED 可以显示红色、绿色和黄色，可以用作红绿黄灯。我们可以把 16个 LED 分成 4 个组，东西南北每个方向的灯
4、为一组。每组 LED 的数据线和倒计时数码管的段选线共用，通过 CS-0 到 CS-3 去选通。每个方向 4 个灯，分别是左转弯灯、直行灯、右转弯灯和人行道灯。正常运行时，这些双色 LED 的动作过程和实际路口一致。系统有一种特殊情况，那就是当紧急情况发生时，四面都是红灯，只允许急救车通过。需要说明的是数码管是共阴的，而这里的 LED是共阳的，编程时需要注意。 2.3 模拟车流检测电路 图 4.3 模拟车流检测电路四个路口的各个车道（不包括人行道）均有一个小按键，用来模拟有车通过的情况。这 12 个小按键在交通灯控制板上表现为两两的焊点，用导体接触才可以导通。每导通一次被认为是有一辆车通过。
5、2.4 键盘模拟车流量电路 图 4.4 键盘电路除了模拟车流量的焊点（当作按键来用），模拟交通灯控制板上没有按键，所有设置均通过 61 板的 3 个按键完成。 3 个按键在系统的 4 种状态下有不同的含义。在正常运行状态，按下 Key1 会进入紧急状态，按下 Key2 会进入设置状态，按下 Key3 会进入查询状态。在设置状态，按下 Key1 开始设置南北的红灯时间，按下 Key2 设置南北的绿灯时间，按下 Key3 返回正常运行状态。在查询状态，按下 Key1 或者 Key2 可以让系统播4报各个路口的车流量，按下 Key3 返回正常运行状态。在紧急状态，按下 Key3键返回正常运行状态。
6、2.5 语音播报电路 交通灯换向时有语音提示。放音利用的是 SPCE061A 内部的 DAC。图 4.5 中的 SPY0030 是凌阳公司的产品。和 LM386 相比，SPY0030 还是比较有优势的，比如 LM386 工作电压需在 4V 以上, SPY0030 仅需 2.4V 即可工作(两颗电池即可工作)；LM386 输出功率 100mW 以下, SPY0030 约 700mW。其他特性请参考其data sheet。 图 4.5 放音电路三、控制设计主程序比较简单，初始化完成后，调用按键扫描程序，取得键值，并根据当前系统状态调用相应的子程序。这里有四个基本的子程序供调用，分别对应系统的失重状
7、态。这四个子程序是正常运行子程序、紧急状态子程序、设置子程序和查询子程序。 在紧急状态下，所有的 LED 都被置为红灯。在这种状态下，只有 Key3 才可以把状态改为正常运行状态。在设置状态，按下 Key1 开始设置南北的红灯时间，按下 Key2 设置南北的绿灯时间，按下 Key3 返回正常运行状态。红灯和绿灯的时间最大可以设为99，超出 99 的时候会从 20 开始重新计数。5在查询状态，按下 Key1 播报南北路口的车流量，按下 Key2 播报东西路口的车流量，按下 Key3 返回正常运行状态。 SACM-S480 压缩算法压缩比较大 80:3，存储容量大，适用于语音播放, 如“文曲星”词
8、库。 在正常运行状态下，首先进行按键处理。若按键为 Key1 会进入紧急状态，若按键为 Key2 会进入设置状态，若按键为 Key3 会进入查询状态。然后是流量检测和显示控制。每秒钟去查询子状态，根据子状态的标记去刷新相应的发光二极管和数码管控制单元。 四、结束本系统以SPCE061A 单片机为控制核心,利用其强大的处理能力,以及丰富的外围接口,再配合交通灯控制模组板,可以很好地模拟交通灯控制的模型; 并且借助SPCE061A 的语音功能,可以方便地为系统加入语音提示的功能,为模拟系统的人性化方面提供了一个解决方案。SPCE061A 片内有32 k 的FLASH ROM ,本系统完成设计所需的
9、所有功能,仅占用一半FLASH 资源。可见可扩展的空间还是非常大的,如再扩展外围模块,则可以模拟更加复杂的模型。通过本次论文设计使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步。参考文献1 凌阳科技. 凌阳16 位单片机开发实例M.北京:北京航天航空大学出版社,2006.2 凌阳科技. 61 板使用说明书S . 2005.3 谭浩强. C 程序设计M . 北京:清华大学出版社,1999.4 罗亚非. 凌阳16位单片机应用基础M.北京:北京航空航天大学出版社,2003. 5 薛均义. 凌阳16位单片机原理及应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
