基于單片機交通燈智能控制系統(tǒng)研究
3 系統(tǒng)設計
3.1 紅外遙控發(fā)射電路
由于系統(tǒng)需實現十字路口不同方向信號燈變化。假設兩方向為東西、南北方向。則需實現東西、南北兩個方向信號燈的選定、時間增減、急車強通等功能。紅外遙控發(fā)射電路原理框圖如圖2所示。
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紅外遙控發(fā)射器與外接陶瓷諧振器、電容器組成振蕩電路,分頻產生一定脈沖寬度的載頻信號。輸出編碼信號,經達林頓管放大后,驅動紅外線發(fā)射二極管向外發(fā)射。
3.2 紅外遙控接收電路
紅外接收、解調模塊接收來自發(fā)射器的紅外信號,經內部集成電路放大、解調后,由輸出端輸出編碼脈沖信號,經三極管反相放大后,送至接收器,由接收器解調模塊進行譯碼。當發(fā)射器相應鍵按下時,接收器輸出高電平信號,通過或非門接入單片機控制器的外中斷,申請中斷,由中斷服務程序檢測鍵按下狀態(tài),從而完成相應的中斷服務。紅外接收器與單片機控制器接口電路如圖3所示。
3.3 CAN總線節(jié)點接口電路
各路口交通信號燈控制器與上位機的通訊都通過各自的CAN總線接口模塊完成。總線系統(tǒng)節(jié)點硬件電路原理框圖如圖4所示。
單片機控制器負責CAN總線控制器初始化,控制實現數據的接收和發(fā)送等通信任務。CAN總線收發(fā)器與CAN總線接口部分采用了一定的安全和抗干擾措施。為增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力,CAN控制器不直接與CAN收發(fā)器相連,而是通過加接高速光電隔離器芯片,實現總線上各節(jié)點間的電氣隔離。但是,光耦電路所采用的VCC和VDD電源必須完全隔離,否則采用光耦電路就失去了意義,可采用小功率電源隔離模塊或不大于5V隔離輸出開關電源模塊實現。
3.4 看門狗電路
由于單片機控制器自身抗干擾能力較差,尤其在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合,常會出現單片機因受外界干擾輕者導致系統(tǒng)內部數據出錯,重者將嚴重影響程序的運行而死機,造成系統(tǒng)不能正常工作。設置看門狗是為了防止單片機死機、提高單片機系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑??紤]系統(tǒng)可靠性設計,滿足苛刻環(huán)境下的正常運行,本設計中采用硬件看門狗電路。電路原理框圖如圖5所示。
通過硬件看門狗電路設計,可有效防止運行程序進入“死循環(huán)”。保證系統(tǒng)不受惡劣天氣及環(huán)境條件造成的干擾。
3.5 分布式檢測控制系統(tǒng)
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