基于ADAM-4055的交通灯控制系统线路板制作

张晓萍

（云南机电职业技术学院，云南昆明，650203）

基于ADAM-4055的交通灯控制系统线路板制作

张晓萍

（云南机电职业技术学院，云南昆明，650203）

本文利用研华公司的数据采集模块ADAM-4055和WonderWare公司的控制软件InControl制作了十字路口交通灯控制系统线路板。用按钮完成十字路口交通灯的启停控制，用红、黄、绿三色灯完成指示功能，并在InControl中设计了倒计时显示功能。

交通灯；ADAM-4055；线路板

0 引言

本文采用研华公司的数据采集模块ADAM-4055和Wonder Ware公司的控制软件InControl，制作了一个十字路口交通灯的模拟控制系统，来模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时显示。设计时也考虑了实际中可能出现的一些突发情况，系统中设计了紧急情况中断系统、复位电路等几部分。

1 硬件设计

研华公司的数据采集模块ADAM4055外加一电源后可直接驱动LED发光二极管，它的输入部分可以通过短接数字地D.GRN端子来导通，也可以通过D.COM端子可外接电源来导通。在线路板的设计中我们采用输入、输出分离，输入通过短接数字地D.GRN端子的方式，输出外接12V 直流电源，通过510欧的电阻驱动发光二极管LED的方式。由于红色发光二极管LED的导通电压只有1.7V，而黄色、绿色发光二极管LED的导通电压分别约1.9和2.0V，因此红色的发光二极管较亮。

图1 输入输出电路板实物图片

2 硬件调试

首先把制作好的交通灯线路板接通电源，下载一个流水灯程序或者利用外部按钮控制线路板上的各个信号灯，发现每个信号灯都亮，确保线路板硬件没有任何问题。再下载一个按钮控制信号灯亮灭的程序，按下按钮发光二极管点亮，那么说明按钮也没有问题。经过逐个测试，每个元器件都没有问题，就可以进行下一步的软件设计了。

3 软件设计

系统的硬件设计及调试工作完成后，就要进行系统的软件设计了。

先接好通讯模块ADAM-4520的通讯转化及数据采集模块ADAM-4055的数字信号输入和输出信号[2]，控制系统线路板与计算机相连接的RS232串口线、控制系统线路板的电源线、RS485现场总线，接好并检查无误后方可通电，通电后模块的工作指示灯点亮。

所有信号线、电源线等连接好后，就要进行模块的通讯属性的设置。通讯属性的设置包括设置模块的通讯速率、通信协议等内容以及硬接线方法。以上内容一经设定，便不能再进行修改。而且计算机的同一COM端口下的所有模块设定必须相同，否则在使用时就找不到了。设定好模块后，去除INIT*端的短接线，打开Utility Software窗口，设定好通讯速率，重新搜索端口地址，便可找到模块。硬件部分就设置完成了。

接下来，需要解决过程控制软件和下位机的通讯问题。在ADAM-4000模块中支持两种通讯协议：研华自己的通讯协议，以及ModBus协议。Wonderware公司的软件自带一个功能强大的I/O驱动服务程序I/O Sever，它支持大多数硬件厂家的通讯标准。打开其窗口，我们首先找到Communication Port Settings通讯端口设置。如同上述在硬件中的设置，确定好端口，波特率。在Protocol一栏出现两种通讯的编码方式ASCII码（校验准确）、RTU码（通讯速率高），这里我们选RTU编码方式。接下来是I/O设备的设定，首先确定通讯协议为Modicon的Modbus，接着出现如下对话框，需注意的是，Slave ID从计号要与硬件的端口地址相同，从机类型我们选择的是584/984 PLC。

如果以上设置无误，在启动InControl后，I/O Sever将出现通讯正常等英文字样。

最后一步，在InControl中须把内部变量于硬件的通道地址关联起来。首先新建I/O设备：在出现的对话框中键入I/O设备的总标题，接着是具体I/O设备名称[3]。注意，需与I/O Sever中定义的名称对应，点击确定。这就设置好了I/O设备。

最后，向此新I/O设备中增加变量即可，每个变量的端口地址，都是由硬件自己分配的，用户只需根据ADAM配套的Utility Software中显示的地址来填写。

4 软件调试

系统的软件调试和硬件调试一样，也要分模块来进行调试。

首先在控制下位控制软件InControl中编写十字路口交通灯控制系统程序后，软件编译没有错误，再添加按钮控制程序，再次编译通过后，再添加紧急情况中断程序，编译通过。在各部分程序编译过程中，若出现编译错误，则从第一个错误处开始进行修改，经过多次编译、改错、修改，直至没有错误，编译成功，至此，软件调试也就完成了。

5 软硬件联调

交通灯控制系统的软件和硬件分别调试成功后，将数据采集模块和计算机连接起来，进行系统的整体调试。软硬件联调的过程中，注意观察交通灯是否符合交通规则，倒计时时间显示是否与交通灯同步，发生紧急情况时，紧急情况中断程序运行是否正确，按钮有没有经过防抖处理。直到所有的调试结果均达到预期效果，软硬件联调便成功结束，十字路口交通灯控制系统的设计也就成功了。

6 结束语

本设计完成了十字路口交通灯的正常运行、信号倒计时显示、紧急情况中断处理，按钮控制交通灯的启停，按钮的防抖动处理等，经过硬件和软件实物联调，实现了交通灯的控制，完成了预期结果。

本设计的不足之处是没有涉及到手自动切换，也没有涉及到上下班高峰期和车流量小的时段的程序切换。在此基础上可以利用工控软件或者单片机能够实现交通灯的全自动控制。

[1]基于AT89C51的交通灯设计研究[J].科技传播，2009（3）：69.

[2]张佳洁.基于解析冗余关系的HXD2型机车法维莱制动机测试系统的研制[D].中南大学,2011.篇名.

[3]濮方佳.基于ARM的升降式电梯控制系统的设计与实现[D].电子科技大学,2014.

Based on the ADAM -4055 traffic light control system circuit board making

Zhang Xiaoping
(Yunnan Vocational College of Mechanical and Electrical Teechnology, Kunming Yunnan, 650203)

this article USES the data collection module ADAM 4055 and WonderWare control software InControl to make the traffic light control system circuit board. Use the button to complete the stop-stop control of the traffic light, complete the indicator function with red, yellow and green light, and design the countdown display function in InControl.

traffic lights; ADAM - 4055; Circuit board