单片机交通灯控制器中英文对照外文翻译文献(2)

2019-05-18 18:12

按控制区几何特性划分为:单个交叉口的控制——点控、交通干线的协调控制——线控、交通网络的协调控制——面控;按控制原理划分:定时控制、感应控制、自适应控制。

关于看门狗电路

在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称\看门狗\。

MAX692是微系统监控电路芯片,具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其封装和引脚说明如图2所示。

图2 MAX692封装和引脚

看门狗电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作,其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的,一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段 进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位。

红外检测电路

红外辐射光子在半导体材料中激发非平衡载流子(电子或空穴),引起电学性能

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变化。因为载流子不逸出体外,所以称内光电效应。量子光电效应灵敏度高,响应速度比热探测器快得多,是选择性探测器。为了达到最佳性能,一般都需要在低温下工作。光电探测器可分为:

(1) 光导型:又称光敏电阻。入射光子激发均匀半导体中的价带电子越过禁带进入导带并在价带留下空穴,引起电导增加,为本征光电导。从禁带中的杂质能级也可激发光生载流子进入导带或价带,为杂质光电导。截止波长由杂质电离能决定。量子效率低于本征光导,而且要求更低的工作温度。

(2) 光伏型:主要是p-n结的光生伏特效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区,电子进入 n 区,两部分出现电位差。外电路就有电压或电流信号。与光导探测器比较,光伏探测器背影限探测率大于40%;不需要外加偏置电场和负载电阻,不消耗功率,有高的阻抗。这些特性给制备和使用焦平面阵列带来很大好处。

(3) 光发射-Schottky势垒探测器:金属和半导体接触,典型的有PtSi/Si结构,形成Schott ky势垒,红外光子透过Si层为PtSi吸收,电子获得能量跃上 Fermi能级,留下空穴越过势垒进入Si衬底,PtSi层的电子被收集,完成红外探测。充分利用Si集成技术,便于制作,具有成本低、均匀性好等优势,可做成大规模(1024×1024甚至更大)焦平面阵列来弥补量子效率低的缺陷。有严格的低温要求。用这类探测器,国内外已生产出具有像质良好的热像仪。Pt Si/Si结构FPA是最早制成的IRFPA。

定时计数与车流量的计算

利用MCS-51内部的定时器/计数器进行定时,配合软件延时实现到计时。该方法节省硬件成本,切能够使读者在定时器/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高。计算公式如下:

TC=M-C

式中,M为计数器摸值,该值和计数器工作方式有关。

对于一个交通路口来说,能在最短的时间内达到最大的车流量,就算是达到了最佳的性能,我们称在单位时间内多能达到的最大车流为车流量。

用公式:(车流量= 车流 / 时间)来表示。

十字路口交通灯设计中采用的一般思路

十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令,是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前,国内大多数城市正

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在采用“自动”红绿交通灯,它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔,并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中,通常要么东西、南北两方向各50秒;要么根据交通规律,东西方向60秒,南北方向40秒,时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示,以固定时间值预先“固化”在单片机中,每次只是以一定周期交替变化。但是,实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的,是高度非线性的、随机的,还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费,出现绿灯方向车辆较少,红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化,其最大的缺陷就在于当路况发生变化时,不能满足司机与路人的实际需要,轻者造成时间上的浪费,重者直接导致交通堵塞,导致城市交通效率的下降。目前,有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况,自动判断红绿灯时间间隔,以保证最大车流量,减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制,能用数字显示器显示当前灯色剩余时间,以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作,及时停车或启动。

图3 十字路口车道形状图

图4为直方图,上边为北路口灯,右边为东路口灯,下边为南路口灯,左边为西路口灯。图5所示为一种红绿灯规则的状态图,分别设定为S1、S2、S3、S4,交通灯以这四种状态为一个周期,循环执行。

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图4 车辆行驶直方图

请注意图S2状态和S4状态,它们在一个时间段中四个方向都可以通车,这种状态能在一定的时间内达到较大的车流量,效率特别高。外圈是北方为前进方向的状态循环,内圈是东方为前进方向的状态循环。

图5 车辆行驶状态图

依据上述的车辆行驶的状态图,可以列出各个路口灯的逻辑表,由于相向的灯的状态图是一样的,所以只需写出相邻路口的灯的逻辑表;根据行驶状态图可以看出,相邻路口的灯它们的状态在相位上相差180°。因此最终只需写出一组S1、S2、S3、S4的逻辑状态表。如表3所示:

表3 交通灯的循环逻辑表

S1的状态 A(P17) B C D E F G H(P10) 9

逻辑值 显示状态 S2的状态 逻辑值 显示状态 S3的状态 逻辑值 显示状态 S4的状态 逻辑值 显示状态 0 0 1 0 1 南北通行 0 0 0 A 0 B 0 C 0 D 1 E 1 F 0 G 0 H 0 南北路口左转通行 A 1 B 0 C 0 D 0 E 0 东西通行 A 1 B 0 C 0 D 0 E 0 F 0 G 0 H 1 F 0 G 1 H 0 东西路口左转通行 表中的“1”代表灯亮(也代表逻辑上的1),“0”代表灯灭(也代表逻辑上的0),依上表,就可以向相应的端口送逻辑值。

附件2:外文原文

BASED ON MCU INTERSECTION TRAFFIC LIGHTS THE CONTROLLER DESIGN

Because of the rapid development of our economy resulting in the car number of large and medium-sized cities surged and the urban traffic, is facing serious test, leading to the traffic problem increasingly serious, its basically are behaved as follows: traffic accident frequency, to the human life safety enormous threat, Traffic congestion, resulting in serious travel time increases, energy consumption increase; Air pollution and noise pollution degree of deepening, etc. Daily traffic jams become people commonplace and had to endure. In this context, in combination with the actual situation of urban road traffic, develop truly suitable for our own characteristics of intelligent signal control

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