2.8 MAX485收发器
MAX485收发器是Maxim公司的一种RS－485芯片。采用单一电源+5 V工作，额定
电流为300 μA，采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS－485电平的功能。MAX485引脚图见图2-12。
图2-12 MAX485引脚图
RO为接收器的输出端，DI为驱动器的输入端，与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可；/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑0时，器件处于接收状态；当DE为逻辑1时，器件处于发送状态，因为MAX485工作在半双工状态，所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可；A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0。在与单片机连接时接线非常简单。只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。同时将A和B端之间加匹配电阻，一般可选100Ω的电阻。
3. 硬件系统设计
3.1 交通信号灯控制方案选择
作为交通信号灯控制系统的微型控制器可以有多种选择。因而实现的方案有多种。包括选用标准数字可编程逻辑控制器件、可编程控制器PLC、嵌入式控制器ARM、以及MSP430单片机等控制器作为主控制器。但是，这些控制器要么在控制上要求专业知识较高，要么价格相对较高。一方面给系统设计的调试带来一定困难，另一方面则增加了
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生产成本。有鉴于此，通过综合考虑后，本设计最终选择了价格相对较低，控制设计技术相当成熟的AT89C51单片机作为系统的主控制器。该型号单片机具有简单实用，高可靠性和性价比高等优点。而且这种单片机已经在国内外的各个领域中得到了很好的运用，可参考资料多，使得设计人员在设计过程中遇到技术困难时，可以找到相关的参考方案来辅助解决。
此外，实现超声波检测实时车流量的控制方案有三种可以选择。一是超声波安装在交通信号灯处，直接检测；二是超声波模块安装在50米处，主机和从机通过无线收发模块通讯；三是超声波也是安装在50米处，主机和从机通过RS-485传输通讯。对于第一种方案，由于超声波能检测到50米远的模块较少，而且价格不菲，为此，不选。第二种方案，由于使用到无线收发传输，在控制上难度较大。第三种方案，RS-485传输距离可以达到1000米左右，满足设计要求，控制相对简单，价格较低。基于上述考虑，系统设计采取第三种方案。
本设计系统由主机控制系统和从机控制系统两部分组成。其中，主机控制系统可以实现控制通行时间的倒计时显示、直走、左拐、绿灯、红灯、黄灯以及行人道通行信号灯等状态。时间显示使用两位一体LED数码管显示器，信号灯则采用发光二极管，在时间和信号灯的指示下，指挥机动车辆和人群有序地通过交叉路口，实现道路通行顺畅。另外，从机控制系统负责检测道路的实时车流量，进而反馈到主机控制系统，主机控制系统根据收到的信息做出是否增加通行时间的调整控制。主机控制系统通过RS-485线和从机控制系统通讯。
本系统设计运行的交通规则如图3-1所示。具体控制是:
（1）、南北车道B车道指示直走，同时指示左拐，A车道红灯亮，东西车道亮红灯。
（2）、南北车道A、B同时指示直走。
（3）、南北B车道红灯亮，A车道指示直走，同时指示左拐。
（4）、南北车道红灯亮，东西C车道指示直走，同时指示左拐，D车道红灯亮。 （5）、东西C、D车道同时指示直走。
（6）、东西C车道红灯亮，D车道同时指示直走、左拐。
如此类推循环运行。此外，当一车道正在通行时，且此时从机控制系统检测到该车道50米处还有车辆停滞，则向主机控制系统发出增加通行时间的信息，实时调整通行时间。这样可以减少车辆堵塞，优化道路交通状况。
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图3-1 交通运行图
3.2 硬件电路设计
3.2.1 通行时间显示电路
本系统采用LED数码管作为时间倒计时显示器。鉴于实际显示时间位数，取两位一体的LED数码管显示器。此外，由于控制器端口数有限，同时也是为了节约电能，在控制显示时采取动态显示的方式。电路见图3-2。其中，段选码由AT89C51单片机的
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图3-2 时间显示屏电路图
P0口输出，位选码控制由74LS138译码器的输出端接反相器后控制，为共阳控制方式。74LS138的控制电路接线见图3-3所示。74LS138 译码器的输入端A、B、C接单
图3-3 74LS138电路接线图
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片机的P3.5、P3.6、P3.7端口。使能端E1接P3.4。 3.2.2 单片机时钟电路
AT89C51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在本设计中，采用内部振荡方式。电路见图3-4所示。单片机引脚XTAL1和
图3-4 时钟电路图
XTAL2外接晶振12MHz，构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡，并产生振荡时钟脉冲。电容器C1、C2起稳定振荡频率，快速起振作用。 3.2.3 单片机复位电路
本设计系统的复位电路见图3-5所示。复位操作完成单片机内电路的初始化，
图3-5 复位电路图
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