本实用新型专利技术公开了一种具有优先通行权的交通灯单片机控制装置。该装置以单片机为控制核心，将用于感知四个路口车辆通行状况的声振动检测电路经逻辑判断电路连接在单片机中断请求端，由单片机并行口经驱动电路控制交通信号灯的状态。本实用新型专利技术在东西南北四个道口安装声振动传感器，在夜间或僻静路口出现红灯道有车而绿灯道无车情况时，系统发出中断请求信号后转入中断服务程序，完成红绿灯转换，使有车车道优先放行。延时1分钟待车辆通过后，系统回到主程序断点处继续运行，交通灯又恢复正常控制。当东西或南北向两道均有车时，交通灯不受影响仍按正常方式运行。本装置具有结构简单、灵活智能、实时响应、性价比高等突出优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于交通信号设备控制
，涉及一种具有优先通行权的交通灯单片机控制装置。
技术介绍
我们日常使用的交通灯是按固定程序控制的。采用定时切换的方式，按一定的时间间隔轮流改变交通灯的状态。不管是车流高峰还是低谷、白天还是夜间、繁忙路口还是僻静小道，红绿灯的控制方式都是固定不变的。当夜间车辆较少或僻静路口中出现绿灯道无车、红灯道有车的情况时，交通灯仍按部就班运行，致使司机只好停在路口长时间等待变灯，报纸上还经常见到有些司机认为晚上没有监控而私闯红灯被处以高额罚款的新闻报道。综上所述，这种固定方式最大的缺陷就在于当路况发生变化时，交通灯控制系统无法满足司机的实际需求，缺乏机动灵活的人性化控制方式。白白浪费了大量的时间，影响了社会的通行效率。针对这种情况，中国技术专利“交通指挥灯PLC自动控制系统”(专利号201120292022.1)提出了一种用PLC为控制核心、压力传感器及A/D、D/A转换器为外围设备、减少绿灯运行时间的交通灯控制系统。这个方案虽然解决了交通灯固定控制的问题，但因为PLC及PLC专用的内置A/D、D/A转换器的模拟量输入、输出模块价格昂贵，特别是在整个系统控制任务不太复杂的情况下，这个系统属于性价比较低的一种解决方案。另外该系统的控制策略为减少车辆绿灯的等候时间后再变灯的方法，实时响应速度也较慢。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述情况提供一种具有车辆优先通行权的交通灯单片机控制装置。其特点是硬件成本廉价、实时响应快捷、灵活智能，在夜间车辆较少或僻静路口中出现绿灯道无车、红灯道有车的情况下保证有车道优先放行，从而提高车辆通行效率。本技术通过以下技术方案来实现:该装置以单片机(3)为控制核心，将用于感知四个路口车辆通行状况的声振动检测电路(I)经逻辑判断电路(2)连接在单片机中断请求端，由单片机(3)并行口经驱动电路(4)控制交通信号灯(5)的状态。在夜间或僻静路口出现红灯道有车而绿灯道无车情况时，控制电路发出中断请求信号后单片机转入中断服务程序，完成红绿灯转换，使有车车道优先放行。然后延时I分钟待车辆通过后，系统回到主程序断点处继续运行，交通灯又恢复正常控制状态。当东、西向或南、北向两道均有车时，交通灯不受影响仍按正常方式运行。本装置具有自动灵活、结构简单、实时响应、性价比高等突出优点。本技术在东西南北四个道口安装声振动传感器，传感器型号为压电陶瓷片HTD-27。它可在有效的范围内根据车辆行驶路面而引起的振动声检测十字路口东、西、南、北任一方向是否 有车将要通过。检测电路还包含一个场效应管VT1、一个时基电路芯片NE555。NE555是专供仪器、仪表自动化装置及家用电器等电子控制线路的时间功能电路。NE555内部是由两个高精度电压比较器和一个RS触发器所组成。由于它既有模拟功能，又有逻辑功能，因此NE555电路的用途极为广泛。在检测电路中声振动传感器与场效应管构成了声振动接收与高灵敏度放大电路，时基电路与R4、C3构成了单稳态触发延时电路。所述装置中单片机型号为8051。每个路口各有红、黄、绿三个信号灯，为了保证信号灯的亮度，单片机并行口通过达林顿驱动电路芯片ULN2003后控制交通灯的点亮与熄灭。所述装置中四个路口各有一个车辆通行状况声振动检测电路(1)，其输出NE555的第3个管脚接至单片机输入线路的A、B、C、D端，当A、B、C、D任一端有高电平时，依次表示东、西、南、北方向检测到将有车通过。该信号经逻辑判断电路(2)接入单片机中断请求信号输入端。逻辑判断电路(2)由两个或门7432、异或门74LS86、非门74LS04组成，或门的输出分别接至单片机并行输入端P2.4及P2.5上，用以检测是东西向还是南北向将有车通过。当东西向或南北向只要有一个或一个以上方向有车辆将要通过时，表示某一道有车，其对应的或门将输出高电平。在单片机系统检测到绿道无车、红道有车时，通过中断服务程序使红绿灯翻转，保证有车道优先通过十字路口。延时I分钟待车辆通过后，系统回到主程序断点处继续运行，交通灯又恢复正常控制。本技术的有益效果是:通过在路口安装声振动检测元件，实时检测一道有车另一道无车的特殊情况，通过单片机中断系统和软硬件结合的方式，对其进行实时处理，使有车道车辆拥有优先通行权。正常情况下，交通灯仍维持原有的固定控制方式。该装置所用硬件电路结构简单，所用的元器件大多都是只有几元钱的价格，硬件成本只有“交通指挥灯PLC自动控制系统”硬件投入的八分之一左右。该控制装置的优点为:硬件成本低、实时响应快、检测灵敏可靠、控制智能灵活，减少了司机等待时间，优化了交通控制模式。附图说明图1是本技术硬件框图。图2是车辆通行状况声振动检测电路原理图。图3是单片机输入输出原理图。图4是单片机主程序流程图。图5是单片机中断服务程序流程图。图中:1 一四个方向车辆通行状况声振动检测电路，2—逻辑判断电路，3—单片机，4一驱动电路，5一交通/[目号灯。在装置中共设有东、西、南、北四个方向的车辆通行状况声振动检测电路，四个电路结构一致。图2表示某个方向车辆通行状况声振动检测电路原理图。其输出为NE555的第3管脚。四个检测电路的输出应分别接至图3中单片机输入线路的A、B、C、D端。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。在图1、图2中设有四个方向的声振动传感器，分别安 放在十字路口东、西、南、北四个车道的下层，它可在有效的范围内根据车辆行驶路面而引起的振动声检测十字路口某个方向是否有车将要通过。平时，HTD-27声振动传感器未接到车辆通过信号时，电路处在守侯状态，场效应管VTl截止。此时由于C3经R4充电为高电平，则NE555的输出第3脚为低电平。当某个方向有车到来引起振动声时，传感器将声振动信号转换为电信号加到VTl的栅极，经放大后加到IC的输入管脚2上，使其状态翻转，NE555的输出第3脚变为高电平。将图2中四个方向车辆通行状况声振动控制电路的输出分别接在图3的A、B、C、D端，当东、西向或南、北向有一个或一个以上方向有车辆将要通过时，表示某一道有车，其对应的或门将输出高电平。当两个或门的输出分别为一个高电平、一个低电平时表示一道有车而另一道无车。再经异或门和非门后，只有在一道有车而另一道无车的情况下，单片机INTO端才会接收到低电平的有效中断请求信号。异或门是逻辑判断电路(2)的关键环节，它的作用是保证只有两道通行状况不同时才会有中断请求信号。中断请求经单片机处理后，系统从正常控制状态的主程序转入中断服务程序。中断服务程序首先通过P2.4检测东、西向是否有车，当检测到高电平时即表示东西向这一道确实有车。若P2.4为低电平，因进入中断服务程序的条件为一道有车另一道无车，则可以肯定的判断出是南北向有车。当主程序断点处的交通灯状况为有车道红灯、无车道绿灯时，单片机发出变灯控制信号，使有车道车辆优先通过。若主程序断点处恰好为有车道绿灯、无车道红灯，则原始状态信号不变，仍能保证有车道通行。在单片机发出控制信号延时I分钟待车辆通过后系统又回到主程序断点处继续保持正常控制方式。当东西向或南北向的两道均有车时，由于异或门和非门的作用将不会发出有效的中断请求信号，系统 一直工作在主程序本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有优先通行权的交通灯单片机控制装置，其特征在于：该装置以单片机为控制核心，将用于感知四个路口车辆通行状况的声振动检测电路（1）经逻辑判断电路（2）连接在单片机中断请求端，由单片机（3）并行口经驱动电路（4）控制交通信号灯（5）的状态；在夜间或僻静路口出现红灯道有车而绿灯道无车情况时，逻辑判断电路（2）发出中断请求信号后单片机转入中断服务程序，完成红绿灯转换，使有车车道优先放行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董锦凤，张红霞，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：实用新型
国别省市：
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