Mdhibiti wa Ishara ya Trafiki: Hatua 4

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Mara nyingi kuna matukio ambapo mfuatano wa ishara za trafiki unahitajika kwa uratibu wa trafiki kupitia makutano ya barabara iliyo na shughuli nyingi na barabara ya pembeni isiyotumiwa. Katika hali kama hizo, mlolongo unaweza kudhibitiwa kwa kutumia vipima wakati tofauti na ishara ya kugundua trafiki kutoka barabara ya pembeni. Mahitaji haya yanaweza kutekelezwa kupitia njia za kawaida k.v. kutumia vizuizi vya ujenzi kutoka kwa vifaa vya elektroniki visivyo sawa au wadhibiti wadogo. Walakini, dhana ya mizunguko iliyojumuishwa inayoweza kusanikika (CMIC) hutoa njia mbadala inayovutia ikizingatia muundo wake wa kubadilika, gharama ndogo, wakati wa maendeleo, na urahisi. Mikoa na nchi nyingi zinaendelea kwa gridi ngumu zaidi ambazo zinaweza kubeba idadi kubwa ya vigeuzi kudhibiti taa za trafiki. Walakini, taa nyingi za trafiki bado hutumia udhibiti wa wakati uliowekwa, kama vile vidhibiti vya elektroniki vya mitambo. Madhumuni ya dokezo hili la maombi ni kuonyesha jinsi mtu anavyoweza kutumia Mashine ya Jimbo ya Asynchronous ya GreenPAK (ASM) kukuza kidhibiti kilichorahisishwa cha ishara ya trafiki kuchukua nafasi ya mtawala wa wakati uliowekwa. Ishara hii ya trafiki inasimamia trafiki inayopita kwenye makutano ya barabara kuu yenye shughuli nyingi na barabara ya pembeni iliyotumiwa kidogo. Mdhibiti angeweza kudhibiti mlolongo wa ishara mbili za trafiki, ambazo zimewekwa kwenye barabara kuu na ya pembeni. Ishara ya sensorer, kugundua uwepo wa trafiki ya barabarani, inalishwa kwa mtawala ambayo, kwa kushirikiana na vipima viwili, ingedhibiti mlolongo wa ishara za trafiki. Mpango wa mashine ya serikali ya mwisho (FSM) hutengenezwa ambayo inahakikisha mahitaji ya mlolongo wa ishara za trafiki yametimizwa. Mantiki ya mtawala inatekelezwa kwa kutumia mazungumzo GreenPAK ™ SLG46537 ishara inayoweza kuchanganywa ya IC.

Hapo chini tulielezea hatua zinazohitajika kuelewa jinsi chip ya GreenPAK imesanidiwa kuunda Mdhibiti wa Ishara ya Trafiki. Walakini, ikiwa unataka tu kupata matokeo ya programu, pakua programu ya GreenPAK ili kuona Faili ya Ubunifu wa GreenPAK iliyokamilishwa tayari. Chomeka GreenPAK Development Kit kwenye kompyuta yako na hit program ili kuunda IC ya kawaida kwa Mdhibiti wa Ishara ya Trafiki.

Hatua ya 1: Mahitaji

Fikiria hali ya trafiki na mahitaji ya muda wa ishara za trafiki kutoka barabara kuu na ya pembeni, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1. Mfumo huu una majimbo sita, na utahama kutoka jimbo moja kwenda jingine kulingana na hali fulani zilizotanguliwa. Masharti haya yanategemea vipima muda vitatu; kipima muda TL = 25 s, kipima muda TS = 4 s na kipima muda Tt = 1 s. Kwa kuongezea, pembejeo ya dijiti kutoka kwa sensorer ya kugundua trafiki inahitajika. Maelezo kamili ya kila moja ya serikali sita na ishara za kudhibiti hali ya mpito zimetolewa hapa chini: Katika jimbo la kwanza, ishara kuu ni kijani wakati ishara ya upande ni nyekundu. Mfumo utakaa katika hali hii mpaka muda mrefu (TL = 25 s) utakapoisha au maadamu hakuna gari barabarani. Ikiwa gari iko kwenye barabara ya pembeni baada ya kumalizika kwa muda mrefu, mfumo utafanyika mabadiliko ya serikali ikihamia jimbo la pili. Katika hali ya pili, ishara kuu inageuka manjano wakati ishara ya upande inabaki nyekundu kwa muda wa kipima muda mfupi (TS = 4 s). Baada ya sekunde 4 mfumo unaingia katika hali ya tatu. Katika hali ya tatu, ishara kuu hubadilika kuwa nyekundu na ishara ya upande hubaki nyekundu kwa muda wa kipima muda (Tt = 1 s). Baada ya sekunde 1, mfumo unahamia hali ya nne. Wakati wa hali ya nne ishara kuu ni nyekundu wakati ishara ya upande inageuka kuwa kijani. Mfumo utakaa katika jimbo hili hadi kumalizika kwa muda mrefu (TL = 25 s) na kuna magari kadhaa yapo barabarani. Mara tu ya muda mrefu inapoisha, au hakuna gari barabarani, mfumo utabadilika kuwa jimbo la tano. Wakati wa hali ya tano ishara kuu ni nyekundu wakati ishara ya upande ni ya manjano kwa muda wa kipima muda mfupi (TS = 4 s). Baada ya sekunde 4 mfumo utahamia katika jimbo la sita. Katika hali ya sita na ya mwisho ya mfumo, ishara kuu na za upande ni nyekundu kwa kipindi cha kipima muda (Tt = 1 s). Baada ya hapo, mfumo unarudi kwa hali ya kwanza na kuanza tena. Jimbo la tatu na la sita hutoa hali ya bafa ambapo ishara zote mbili (kuu na upande) hukaa nyekundu kwa muda mfupi wakati wa mabadiliko. Jimbo la 3 na 6 ni sawa na linaweza kuonekana kuwa kubwa, hata hivyo hii inaruhusu utekelezaji wa mpango uliopendekezwa kuwa rahisi.

Hatua ya 2: Mpango wa Utekelezaji

Mchoro kamili wa mfumo umeonyeshwa kwenye Mchoro 2. Takwimu hii inaonyesha muundo wa jumla, utendaji wa mfumo, na inaorodhesha pembejeo na matokeo. Mdhibiti wa ishara ya trafiki aliyependekezwa amejengwa karibu na dhana ya mashine ya serikali ya mwisho (FSM). Mahitaji ya muda yaliyoelezwa hapo juu yanatafsiriwa katika Jimbo la FSM sita kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3.

Mabadiliko ya mabadiliko ya hali yaliyoonyeshwa hapo juu ni: Vs - Gari iko kwenye barabara ya pembeni

TL - Kipima muda 25 (kipima muda) kimewashwa

TS - kipima muda cha 4 (kipima muda kifupi) kimewashwa

Tt - Kipima saa 1 (kipima muda) kimewashwa

Dialog GreenPAK CMIC SLG46537 imechaguliwa kwa utekelezaji wa FSM. Kifaa hiki chenye uwezo mkubwa huruhusu anuwai anuwai ya mchanganyiko wa ishara iliyoundwa ndani ya mzunguko mdogo sana, wa nguvu moja. Kwa kuongezea, IC ina macrocell ya ASM iliyoundwa kumruhusu mtumiaji kuunda mashine za serikali zilizo na majimbo 8. Mtumiaji ana ubadilishaji wa kufafanua idadi ya majimbo, mabadiliko ya serikali, na ishara za kuingiza ambazo zitasababisha mabadiliko kutoka jimbo moja kwenda jimbo lingine.

Hatua ya 3: Utekelezaji Kutumia GreenPAK

FSM iliyoundwa kwa operesheni ya mtawala wa trafiki inatekelezwa kwa kutumia SLG46537 GreenPAK. Katika Mbuni wa GreenPak mpango huo unatekelezwa kama inavyoonekana kwenye Kielelezo 4.

PIN3 na PIN4 zimesanidiwa kama pini za kuingiza dijiti; PIN3 imeunganishwa na pembejeo ya waendeshaji wa barabara za barabarani na PIN4 hutumiwa kwa kuweka upya mfumo. PIN 5, 6, 7, 14, 15 na 16 zimesanidiwa kama pini za pato. Pini 5, 6 na 7 hupitishwa kwa dereva wa taa nyekundu, manjano na kijani ishara ya pembeni mtawaliwa. Pini 14, 15 na 16 hupitishwa kwa dereva wa ishara kuu ya kijani, manjano na taa nyekundu mtawaliwa. Hii inakamilisha usanidi wa I / O wa mpango. Katika kiini cha mpango huo kuna uwongo wa ASM. Pembejeo za block ya ASM, ambayo inasimamia mabadiliko ya serikali, hupatikana kutoka kwa mantiki ya mchanganyiko kwa kutumia vizuizi vitatu vya kaunta / ucheleweshaji (TS, TL na TT) na pembejeo kutoka kwa sensorer ya gari. Mantiki ya ujumuishaji inahitimu zaidi kutumia habari ya serikali iliyorudishwa kwa LUTs. Habari ya serikali ya jimbo la kwanza, la pili, la nne na la tano hupatikana kwa kutumia mchanganyiko wa matokeo ya B0 na B1 ya block ya ASM. Mchanganyiko wa B0 na B1 sawa na jimbo la kwanza, la pili, la nne na la tano ni (B0 = 0, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 1) na (B0 = 0, B1 = 1) mtawaliwa. Habari ya majimbo ya majimbo ya 3 na 6 hupatikana kwa kutumia moja kwa moja mwendeshaji wa AND kwa ishara kuu nyekundu na upande nyekundu. Kulisha habari hizi za majimbo kwa mantiki ya mchanganyiko kunahakikisha kwamba ni saa tu zinazofaa zinazosababishwa. Matokeo mengine ya block ya ASM yamepewa taa kuu za trafiki (nyekundu kuu, manjano kuu, na kijani kibichi) na taa za trafiki za upande (upande nyekundu, upande manjano, na kijani kibichi).

Usanidi wa kizuizi cha ASM umeonyeshwa kwenye Mchoro wa 5 na Mchoro 6. Majimbo yaliyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 5, yanahusiana na hali ya kwanza, ya pili, ya tatu, ya nne, ya tano na ya sita iliyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 3. Usanidi wa RAM ya ASM block imeonyeshwa kwenye Mchoro 6.

Vipima muda TL, TS na TT vinatekelezwa kwa kutumia kaunta / ucheleweshaji wa vitalu CNT1 / DLY1, CNT2 / DLY2na CNT3 / DLY3 mtawaliwa. Vitalu hivi vyote vitatu vimesanidiwa katika hali ya kuchelewesha na kugundua kuongezeka kwa makali. Kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3, jimbo la kwanza na la nne husababisha TL, jimbo la pili na la tano husababisha TS, na jimbo la tatu na la sita husababisha TT kutumia mantiki ya mchanganyiko. Wakati wa kuchelewesha unasababishwa, matokeo yao hubaki 0 hadi kucheleweshwa kusanidi kukamilisha muda wake. Kwa njia hii TL ', TS' na TT '

ishara hupatikana moja kwa moja kutoka kwa matokeo ya vitalu vya CNT1 / DLY1, CNT2 / DLY2 na CNT3 / DLY3. TS 'inalishwa moja kwa moja kwa serikali ya pili na ya tano pembejeo ya mpito wakati TT' inapitishwa kwa pembejeo ya mpito ya majimbo ya tatu na ya sita. Kwa upande mwingine, TL hupitishwa kwa vizuizi vya mantiki (LUTs) ikitoa ishara TL 'Vs na TL' + VS 'ambazo hutolewa kwa pembejeo za mpito za jimbo la kwanza na la 4 mtawaliwa. Hii inakamilisha utekelezaji wa FSM kwa kutumia mbuni wa GreenPAK.

Hatua ya 4: Matokeo

Kwa madhumuni ya upimaji, muundo umeigwa kwenye Bodi ya Maendeleo ya UniversalPAK kwa kutumia SLG46537. Ishara za taa za trafiki (sawa na pini za pato za dijiti 5, 6, 7, 14, 15 na 16) hutumiwa kuamsha taa ambazo tayari zinapatikana kwenye Bodi ya Maendeleo ya GreenPAK ili kuona tabia ya FSM. Ili kuchunguza kabisa tabia inayobadilika ya mpango uliotengenezwa, tulitumia bodi ya Arduino UNO kuunganishwa na SLG46537. Bodi ya Arduino hutoa pembejeo ya sensorer ya kugundua gari na ishara za kuweka upya mfumo wakati inapata ishara za taa za trafiki kutoka kwa mfumo. Bodi ya Arduino inatumiwa kama kichunguzi cha mantiki ya njia nyingi kurekodi na kuonyesha dhahiri utendaji wa muda wa mfumo. Matukio mawili ambayo yanachukua tabia ya jumla ya mfumo hutengenezwa na kupimwa. Kielelezo cha 7 kinaonyesha hali ya kwanza ya mpango wakati magari mengine huwa kila wakati kwenye barabara ya kando. Wakati ishara ya kuweka upya imesisitizwa mfumo huanza katika hali ya kwanza ikiwa na ishara kuu tu za kijani na nyekundu upande na ishara zingine zote zimezimwa. Kwa kuwa gari la pembeni kila wakati liko mpito unaofuata kwenda jimbo la pili ifuatavyo sekunde 25 baadaye kuwasha ishara kuu za manjano na nyekundu. Sekunde nne baadaye ASM inaingia katika jimbo la tatu ambapo ishara kuu nyekundu na upande nyekundu hubaki kwa sekunde 1. Mfumo huo kisha unaingia katika jimbo la nne ukiwa umewashwa ishara kuu nyekundu na upande wa kijani. Kwa kuwa magari ya kando yapo kila wakati, mpito unaofuata hufanyika sekunde 25 baadaye kuhamisha ASM kwenda hali ya tano. Mpito kutoka hali ya tano hadi ya sita hufanyika sekunde 4 baadaye wakati TS inaisha. Mfumo unakaa katika jimbo la sita kwa muda wa sekunde 1 kabla ya ASM kuingiza tena jimbo la kwanza.

Kielelezo 8 kinaonyesha tabia ya mpango huo katika hali ya pili, wakati magari machache ya pembeni yapo kwenye ishara ya trafiki. Tabia ya mfumo hupatikana ikifanya kazi kama ilivyoundwa. Mfumo huanza katika jimbo la kwanza ukiwa na ishara kuu tu za kijani kibichi na upande na ishara zingine zote kuwa mbali sekunde 25 baadaye mpito unaofuata unafuata kwa kuwa kuna gari la kando. Ishara kuu za manjano na nyekundu zinawashwa katika hali ya pili. Baada ya sekunde 4, ASM inaingia katika jimbo la tatu ikiwa na ishara kuu nyekundu na za upande zilizowashwa. Mfumo unakaa katika hali ya tatu kwa sekunde 1 kisha unasogea kwa jimbo la nne ukiweka nyekundu nyekundu na kijani kibichi. Mara tu pembejeo ya sensa ya gari inapoenda chini (wakati magari yote ya pembeni yamepita), mfumo huingia katika jimbo la tano ambapo nyekundu na njano kuu ziko. Baada ya kukaa katika jimbo la tano kwa sekunde nne mfumo unahamia jimbo la sita ukigeuza ishara kuu na za upande kuwa nyekundu. Ishara hizi hubaki nyekundu kwa sekunde 1 kabla ya ASM kuingia tena katika jimbo la kwanza. Matukio halisi yangetegemea mchanganyiko wa matukio haya mawili yaliyoelezewa ambayo yanapatikana kufanya kazi kwa usahihi.

Hitimisho Katika programu hii kumbuka mtawala wa trafiki anayeweza kusimamia trafiki kupita kwenye makutano ya barabara kuu yenye barabara kuu na barabara ya upande uliotumiwa kidogo ilitekelezwa kwa kutumia Dialog GreenPAK SLG46537. Mpango huo unategemea ASM ambayo inahakikisha mahitaji ya mlolongo wa ishara za trafiki yanatimizwa. Tabia ya muundo ilithibitishwa na LED kadhaa na mdhibiti mdogo wa Arduino UNO. Matokeo yalithibitisha kuwa malengo ya muundo yalifikiwa. Faida muhimu ya kutumia bidhaa ya Mazungumzo ni kuondoa hitaji la vifaa vya elektroniki vilivyo na mdhibiti mdogo ili kujenga mfumo huo. Ubunifu uliopo unaweza kupanuliwa kwa kuongeza ishara ya kuingiza kutoka kitufe cha kushinikiza kwa kupita kwa mtembea kwa miguu anayetafuta kuvuka barabara iliyo na shughuli nyingi. Ishara inaweza kupitishwa kwa lango la AU pamoja na ishara kutoka kwa sensor ya pembejeo ya gari ili kusababisha mabadiliko ya hali ya kwanza. Walakini, ili kuhakikisha usalama wa mtembea kwa miguu sasa kuna mahitaji ya ziada ya wakati mdogo kutumiwa katika jimbo la nne. Hii inaweza kutekelezwa kwa urahisi kwa kutumia kizuizi kingine cha kipima muda. Ishara za kijani na nyekundu kwenye ishara ya trafiki ya barabarani inaweza pia kulishwa kwa ishara za watembea kwa miguu kwenye barabara ya kando.