3 系統軟件設計

　　系統軟件包括設備驅動、控制軟件以及網絡通信協議三部分。

　　3．1 設備驅動

　　設備驅動程序作為系統軟件的基礎，是硬件設備的接口，應用程序通過這個接口才能控制硬件設備的工作。本信號機系統的驅動程序包括：FLASH讀寫驅動、SSI驅動、以太網控制器驅動、DS1302讀寫驅動、74HC165驅動等。

　　3．2 uIP協議

　　為了實現以太網通信，需要移植網絡通信協議。uIP協議棧是為小型嵌入式微處理器設計的微型TCP／IP協議棧，提供必需的網絡協議。本文為信號機系統移植uIP0．9協議棧，將信號機系統配置為一個小型WEB服務器。應用程序中監聽80端口，從uip_conn結構體中讀取當前連接的相關信息，由uip_connected（）判斷遠程主機是否連接上本機，由uip_newdata（）判斷是否接收到遠程主機的新數據，由uip_send（）向遠程主機發送數據包。

　　3．3 軟件功能模塊

　　系統控制軟件是信號機軟件的核心，本文采用模塊化的設計方法，將控制軟件按功能分為初始化、方案處理、秒時段處理、綠沖突檢測、按鍵處理、通信等5個模塊。

　　初始化包括硬件和軟件初始化，硬件初始化包括對片內FLASH、DS1302芯片、液晶模塊、以太網接口等的測試，軟件初始化包括初始化信號機參數、清除標志等。

　　方案處理從FLASH中讀取系統控制模式、工作時段、信號配時、通行相序等信號機的基本工作參數，并存入特定的數據結構，供其他模塊調用。

　　秒時段處理由每秒中斷一次的定時器完成各相位燈色信號輸出、為各相倒計時時間計數、切換通行相位等任務。

　　綠沖突檢測由定時器每隔特定的時間完成檢測各相位是否發生綠燈信號沖突的任務。若發生綠沖突，進行聲光報警并進入黃閃控制。

　　按鍵處理由外部中斷服務程序完成查詢系統狀態、修改系統參數、更改系統工作模式等任務。

　　通信部分為信號機與監控中心的以太網通信，完成接收監控中心的控制命令、發送信號機狀態參數等任務。

　　3．4 軟件流程

　　信號機上電后，首先進行初始化，如果初始化能夠正常完成，則進入方案處理，從FLASH中取出各控制模式對應的工作參數并存入特定的數據結構中，之后系統默認進入多時段控制模式，根據當前時段的工作參數執行對應的控制。當定時器產生1 s中斷時，進入秒時段處理輸出燈色、倒計時信號。當接收到按鍵請求時，進入外部中斷處理程序響應用戶請求。當接收到遠程主機命令或者發送數據給遠程主機時，進入通信處理模塊。信號機每隔一定的時間間隔進入綠沖突檢測模塊，檢測綠燈沖突。

　　軟件流程圖如圖4所示。

　　4 結語

　　本文介紹了基于LM3S8962的六相位交通信號機相位模型、信號配時、軟硬件設計及實現技術。該信號機改進了傳統信號機的控制方式，能夠實現高性能、多相位、多模式、聯網控制，系統可靠性高、操作簡單、升級擴充性好。測試表明，該六相位信號機能夠有效減少交叉口沖突點、減少車輛延誤、提高交叉口安全程度和服務水平、保護行人安全通行、車輛暢通運行，其社會效益十分明顯。