摘 要：本文利用圖形化可視虛擬儀器儀用軟件LabView及NI ELVIS作為交通信號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)，完成了硬件電路的設(shè)計(jì)與搭試及軟件編程，最后經(jīng)過軟硬件系統(tǒng)調(diào)試實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈控制器的控制要求。

關(guān)鍵詞：LabView；NI ELVIS；交通信號(hào)燈控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.136

0 引言

交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)進(jìn)步使得交通必須得到有效地管制，利用交通信號(hào)燈可以疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故。本設(shè)計(jì)也可應(yīng)用于日常教學(xué)，使理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可為后續(xù)的課程建立良好的基礎(chǔ)。利用LabView和NI ELVIS進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以給學(xué)生感性直觀的認(rèn)識(shí)，以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

1 LabView簡(jiǎn)介

LabView是由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開發(fā)的一種程序開發(fā)環(huán)境，它使用的是圖形化編輯語(yǔ)言且產(chǎn)生的程序是框圖的形式。 LabView軟件是開發(fā)測(cè)量和控制系統(tǒng)的理想選擇。

2 NI ELVIS介紹

美國(guó)國(guó)家儀器公司的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器套件 （NI ELVIS）可用于動(dòng)手設(shè)計(jì)及原型設(shè)計(jì)，平臺(tái)集成了12款最常用儀器，包括示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、波特分析儀等，緊湊的結(jié)構(gòu)是實(shí)驗(yàn)室及課堂教學(xué)的理想選擇。NI ELVIS可通過USB接口與PC連接，實(shí)現(xiàn)快速易用的測(cè)量采集及顯示。NI ELVIS的設(shè)計(jì)以教學(xué)為目標(biāo)，是一款全面的教學(xué)工具，用于電路設(shè)計(jì)、儀器控制、無(wú)線通信、嵌入式/MCU 理論等教學(xué)。

3 交通信號(hào)燈控制要求

設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通信號(hào)燈控制器，能實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮，疏通車流。

（1）東西、南北各三盞紅、黃、綠燈，交通燈亮滅規(guī)律為：

初始態(tài)：路口紅燈全亮，延時(shí)5s之后；

次態(tài)1：東西路口的紅燈亮，南北路口的綠燈亮，東西方向通車，延時(shí)25s后；

次態(tài)2：南北路口綠燈滅，黃燈亮5s后；

次態(tài)3：東西路口綠燈亮，同時(shí)南北路口紅燈亮，南北方向開始通車，延時(shí)25s后；

次態(tài)4：東西路口綠燈滅，黃燈亮5s后，再次切換到次態(tài)1進(jìn)行重復(fù)。

（2）紅黃綠交通燈亮和滅的時(shí)間可以調(diào)節(jié)。

（3）有倒計(jì)時(shí)功能。

4 交通信號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)分析。根據(jù)控制要求進(jìn)行分析，首先給出交通信號(hào)燈控制時(shí)序圖，且定義兩通道的十字路口，四個(gè)時(shí)間周期分別為T1、T2、T3、T4。計(jì)算四個(gè)時(shí)間周期內(nèi)發(fā)送到數(shù)字端口控制交通燈亮滅的8位代碼。比如，T1周期內(nèi)對(duì)應(yīng)的南北向紅黃綠燈亮滅的代碼為0001，東西向?yàn)?100，則T1周期的8位代碼從高位到低位對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼為00010100，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制則為20，依此類推可確定T2、T3、T4對(duì)應(yīng)的代碼。

（2）硬件接線。在NI ELVIS原型設(shè)計(jì)板上搭建硬件電路，如圖1所示。

（3）軟件設(shè)計(jì)。利用LabView軟件進(jìn)行圖像化編程，程序運(yùn)行中部分程序框圖如圖2所示，前面板如圖3所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文利用LabView、NI ELVISw和電子元件相結(jié)合設(shè)計(jì)了一個(gè)交通信號(hào)燈控制器，經(jīng)過軟硬件系統(tǒng)調(diào)試完全實(shí)現(xiàn)了控制要求，其時(shí)間是可以調(diào)節(jié)的，所以可以應(yīng)用到實(shí)際生活中。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳棟.虛擬儀器應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].西安點(diǎn)子科技大學(xué)出版社.

[2]秦益霖，李晴.虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程[M].中國(guó)鐵道出版社.

[3]徐曉東，鄭對(duì)元，肖武.LabVIEW 8.5常用功能與編程實(shí)例精講[M]. 電子工業(yè)出版社.

[4]李甫成.基于項(xiàng)目的工程創(chuàng)新學(xué)習(xí)入門——使用LabVIEW和myDAQ[M].清華大學(xué)出版社.

作者簡(jiǎn)介：韓碩（1982-），女，陜西西安人，講師，研究方向：自動(dòng)化、儀器儀表。endprint