交通信号灯控制器电路
摘 要：本文利用图形化可视虚拟仪器仪用软件LabView及NI ELVIS作为交通信号灯控制器设计的开发平台，完成了硬件电路的设计与搭试及软件编程，最后经过软硬件系统调试实现了交通信号灯控制器的控制要求。
关键词：LabView；NI ELVIS；交通信号灯控制器
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.136
0 引言
交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着经济发展及社会进步使得交通必须得到有效地管制，利用交通信号灯可以疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故。本设计也可应用于日常教学，使理论与实践教学相结合，可以提高学生的学习兴趣，也可为后续的课程建立良好的基础。利用LabView和NI ELVIS进行设计，可以给学生感性直观的认识，以启发学生的创新思维。
1 LabView简介
LabView是由美国国家仪器（NI）公司研制开发的一种程序开发环境，它使用的是图形化编辑语言且产生的程序是框图的形式。 LabView软件是开发测量和控制系统的理想选择。
2 NI ELVIS介绍
美国国家仪器公司的教学实验室虚拟仪器套件 （NI ELVIS）可用于动手设计及原型设计，平台集成了12款最常用仪器，包括示波器、数字万用表、函数发生器、波特分析仪等，紧凑的结构是实验室及课堂教学的理想选择。NI ELVIS可通过USB接口与PC连接，实现快速易用的测量采集及显示。NI ELVIS的设计以教学为目标，是一款全面的教学工具，用于电路设计、仪器控制、无线通信、嵌入式/MCU 理论等教学。
3 交通信号灯控制要求
设计一个智能交通信号灯控制器，能实现红绿灯的自动指挥，疏通车流。
（1）东西、南北各三盏红、黄、绿灯，交通灯亮灭规律为：
初始态：路口红灯全亮，延时5s之后；
次态1：东西路口的红灯亮，南北路口的绿灯亮，东西方向通车，延时25s后；
次态2：南北路口绿灯灭，黄灯亮5s后；
次态3：东西路口绿灯亮，同时南北路口红灯亮，南北方向开始通车，延时25s后；
次态4：东西路口绿灯灭，黄灯亮5s后，再次切换到次态1进行重复。
（2）红黄绿交通灯亮和灭的时间可以调节。
（3）有倒计时功能。
4 交通信号灯控制器设计
（1）设计分析。根据控制要求进行分析，首先给出交通信号灯控制时序图，且定义两通道的十字路口，四个时间周期分别为T1、T2、T3、T4。计算四个时间周期内发送到数字端口控制交通灯亮灭的8位代码。比如，T1周期内对应的南北向红黄绿灯亮灭的代码为0001，东西向为0100，则T1周期的8位代码从高位到低位对应的二进制代码为00010100，转换为十进制则为20，依此类推可确定T2、T3、T4對应的代码。
（2）硬件接线。在NI ELVIS原型设计板上搭建硬件电路，如图1所示。
（3）软件设计。利用LabView软件进行图像化编程，程序运行中部分程序框图如图2所示，前面板如图3所示。
5 结束语
本文利用LabView、NI ELVISw和电子元件相结合设计了一个交通信号灯控制器，经过软硬件系统调试完全实现了控制要求，其时间是可以调节的，所以可以应用到实际生活中。
参考文献：
[1]陈栋.虚拟仪器应用设计[M].西安点子科技大学出版社.
[2]秦益霖，李晴.虚拟仪器应用技术项目教程[M].中国铁道出版社.
[3]徐晓东，郑对元，肖武.LabVIEW 8.5常用功能与编程实例精讲[M]. 电子工业出版社.
[4]李甫成.基于项目的工程创新学习入门——使用LabVIEW和myDAQ[M].清华大学出版社.
作者简介：韩硕（1982-），女，陕西西安人，讲师，研究方向：自动化、仪器仪表。endprint
