基于CPLD的交通控制系统设计

摘 要:本文介绍了交通路口感应控制的原理、设计思路,利用可编程逻辑器件CPLD,实现基于VHDL 语言编写的交通灯控制系统。该系统通过外部输入信号可方便地设定交通灯的延迟时间,使交通灯控制数字电路设计得到了优化,提高了系统的灵活性、可靠性和可扩展性。

1 引言

进入2 1 世纪, 欧美等发达国家提出了塑造全新的数字化城市的设想, 其概念上是要以数字化信息为基础建立起新的城市模型用来适应信息时代的发展和要求。

城市交通作为城市组成最重要的一部分, 随着电子技术的发展, 当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC 设计技术, 日前数字系统的设计可以直接面向用户需求, 根据系统的行为和功能要求,自上至下地逐层形成相应的描述、综合、优化、仿真与验证,直到生成器件。而硬件描述言语(VHDL)就是随着数字技术和电子设计自动化技术的迅速发展而发展起来了。

　　2 交通控制系统原理

2.1 国内外交通系统现状

国内部分学者在交叉路口线控制方面的研究大部分只是对交通状况进行简化处理, 如两相位、单行线的信号控制或采用固定信号周期和信号次序的方法, 因而不能真实有效地反映不断变化的交通状况。国外当前比较成熟的系统主要有TRANSYT 系统、SCA TS 系统和SCOOT 系统。但各个系统在信号优化方面存在着不同的特点。

　　2.1.1 TRANSYT系统

交通网络研究工具(traffic network study tool,TRANSYT)是英国交通与道路研究所(TRRL)于1996 年提出的脱机优化网络信号配时的一套程序, 它是一种脱机操作的定时控制系统, 系统主要是由仿真模型及优化两部分组成。交通模型用来模拟在信号灯控制下交通网上的车辆行驶状况, 以便计算在一组给定的信号配时方案下网络的运行指标; 优化过程通过改变信号配时方案并确定指标是否减小, 这样经过反复计算求得最佳配时方案。

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[1].CPLD datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/CPLD+_1136600.html.