引言
    伴隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的廣泛推廣與應(yīng)用，城市交通信號控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出兩大發(fā)展趨勢：
    (1)控制理念的變化；
    (2)人工智能技術(shù)的應(yīng)用。
    智能交通信號控制機(jī)主要應(yīng)用在那些城市交叉口車流量較大、交通流沖突較多和復(fù)雜的交叉口與岔道口，以及某些道路路段上對交通流方向控制的地方，以改善交通環(huán)境，管理和疏導(dǎo)交通為目標(biāo)，通過交通信號對道路上交通流量的調(diào)節(jié)、控制和疏導(dǎo)，以達(dá)到維護(hù)交通秩序，保障交通安全暢通，減少交通事故的目的。

1 交通信號控制機(jī)系統(tǒng)概要
    智能交通控制器機(jī)是交通控制算法的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂破髦鳈C(jī)硬件采用了可裁剪的模塊化設(shè)計(jì)方案，軟件采用具有很好移植性能的C語言編寫，主要以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)十字路口紅綠燈的自動(dòng)控制，主要功能有全自動(dòng)多時(shí)段配時(shí)控制，半自動(dòng)控制、手動(dòng)換相、附加左轉(zhuǎn)綠燈、人行道通行燈等。

2 交通信號控制器硬件設(shè)計(jì)
2．1 交通信號機(jī)硬件整體
    由圖1和圖2所示的交通信號機(jī)的硬件整體框架圖和核心電路整體框架可以看出，核心電路板是以單片機(jī)為主，其中包括時(shí)鐘模塊、存儲模塊、鍵盤輸入模塊、防死機(jī)模塊、方案控制顯示電路模塊、燈色顯示電路模塊、時(shí)間顯示模塊。下面對上述模塊進(jìn)行簡要說明。

    (1)時(shí)鐘模塊：利用DSl2887芯片與單片機(jī)AT89C51進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間鐘信息的讀取。
    (2)存儲模塊：使用93C46芯片作為單片機(jī)的外部存儲器，用于存儲配時(shí)表信息。
    (3)鍵盤輸入模塊：利用74LS244設(shè)計(jì)鍵盤輸入電路。
    (4)防死機(jī)模塊：利用74LSl23構(gòu)成復(fù)位電路，防止單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)。
2．2 時(shí)鐘模塊的電路設(shè)計(jì)
    時(shí)鐘電路完成的主要任務(wù)是利用時(shí)鐘芯片與單片機(jī)之間的通信，使單片機(jī)獲得標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。在這里選擇DSl2887時(shí)鐘芯片，此芯片具有自帶電池，可以斷電存儲時(shí)鐘信息。

    時(shí)鐘模塊電路如圖3所示。
    (1)當(dāng)時(shí)鐘芯片的片選段CS(13管腳)為低電平有效，單片機(jī)可對其進(jìn)行讀寫；
    (2)單片機(jī)的RD(P3．7，17管腳)低電平向時(shí)鐘芯片的RD(DS，17管腳)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)請求，此端口有效說明單片機(jī)正在讀取時(shí)鐘數(shù)據(jù)；
    (3)單片機(jī)的WR(P3．6，16管腳)低電平向時(shí)鐘芯片的WR(15管腳)發(fā)出寫數(shù)據(jù)請求，此端口有效說明單片機(jī)正在向時(shí)鐘芯片中寫數(shù)據(jù)；
    (4)單片機(jī)的ALE(30管腳)用于訪問時(shí)鐘芯片(AS，14管腳)時(shí)輸出脈沖來鎖存低8位地址；
    (5)時(shí)鐘Rester(18管腳)接100 kΩ電阻串聯(lián)接Vcc，另外的一個(gè)線直接接在Vcc；
    (6)單片機(jī)的P0口與時(shí)鐘芯片的AD端口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而獲取實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。
2．3 存儲模塊
    在設(shè)計(jì)電路時(shí)為了能較高效率使用單片機(jī)的I／O口，使用串行閃存93C46芯片進(jìn)行存儲模塊電路的設(shè)計(jì)。

    從圖4存儲模塊電路可以看出：單片機(jī)AT89C51利用P3．5口使得93C46芯片的片選信號有效，通過P3．4口進(jìn)行時(shí)鐘通信，利用P3．3和P3．2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)現(xiàn)對配時(shí)表信息的儲存。
2．4 按鍵電路設(shè)計(jì)
    面板設(shè)計(jì)共需要9個(gè)按鍵，利用單片機(jī)的P0口的分時(shí)復(fù)用，解決其中8個(gè)按鍵與單片機(jī)的連接，剩下的一個(gè)鍵單獨(dú)接到P1口。在電路設(shè)計(jì)中使用了74LS244芯片和74LS139芯片，接線圖如圖5所示。

2．5 交通燈顯示模塊
    如圖6所示的交通燈顯示電路，使用的控制芯片基本和時(shí)間顯示模塊的相同，使用一片74LS139，兩片74LS273；電路依然是通過單片機(jī)的P0口輸出數(shù)據(jù)用來控制紅綠燈的亮滅，利用74LSl39芯片實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間輸出不同相位交通燈控制數(shù)據(jù)。

2．6 防死機(jī)電路
    在交通信號控制系統(tǒng)中，為防止“死機(jī)”現(xiàn)象，使系統(tǒng)具有自動(dòng)恢復(fù)能力，在其中設(shè)防死機(jī)系統(tǒng)，即所謂的“看門狗”，其基本接線圖如圖7所示。

3 結(jié)論和展望
    提出了一種新型交通信號機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法，根據(jù)現(xiàn)代城市中交通信號機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，并針對交通信號機(jī)的整體硬件的要求，給出了交通信號機(jī)的各部分硬件構(gòu)成，來滿足城市交通信號控制的需求。
    隨著科技的發(fā)展和社會交通量的日益增大，還可對該交通信號機(jī)系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行升級和擴(kuò)展，以滿足更高的交通控制的需求。