1 引言
    随着社会经济的迅速发展，城市交通日益拥挤，交叉路口是造成交通阻塞的主要因素，交通信号控制作为减少交通冲突的重要方法之一，广泛应用于城市交叉路口。目前实现交通信号控制器的方法有很多种，可采用标准逻辑器件、PLC控制器、单片机控制器等。控制方式主要有多时段、多相位、定时控制及感应控制等多种模式。
    定时控制是根据以往观测的实际交通状况，按照预先设定的周期和信绿比进行控制，它对交通流的突然变化毫无反应，无法应付交通量无规律的交叉路口。所以这种控制方式在实际应用中不可避免地存在着无车开绿灯，造成时间损失；有车开红灯，造成车辆等待以及停车等弊端。本文采用的半感应控制，在一定程度上可以克服以上弊端，其特点是信号灯的信绿比不再依靠过去观测到的交通状况，而是依赖现场监测的实际交通状况，以实时检测的交通数据为依据来确定信号的绿灯时间，因而能适应交通流的随机变化，对于主干道交通流稳定、支干道交通流随机波动比较大的路口，这种控制方式极为有效。
    随着EDA技术的发展，CPLD/FPGA的优点越来越明显。CPLD是一种用户可以根据实际需要自行构造逻辑功能的数字集成电路。编程可以通过硬件描述语言VHDL设计电子产品，具有很好的兼容性、可移植性、开发周期短。在单交叉路口采用半感应控制方式时，由于系统的具体参数相位、最小绿灯时间和最大红灯时间等都要根据具体的路口规模和交通流量来决定。所以采用CPLD实现的控制器，具有高密度和现场可编程、保密性、抗干扰能力强，便于集成等优点。该单交叉路口半感应控制以CPLD为控制核心，使用VHDL语言编程，可以方便地实现不同控制参数的设定和次干道控制信号信绿比的调节，并对控制结果进行仿真。

2 总体设计
2．1 设计思想
    对一个交叉路口实行半感应控制，在次干道的两个路口设置车辆检测器。主干道通行的信号相位为非感应相，次干道获得通行权的信号相为感应相。一般情况下，主干道一直是绿灯，只有次干道检测到车辆，发出感应信号时，其信号才可转为绿灯信号。非感应信号相，设置最小绿灯时间，在次干道车辆检测器监测到车辆时，必须等到主干道最小绿灯时间结束时，绿灯信号才能转移到次干道。也就是说次干道获得通行权，必须具备两个条件：检测器检测到车辆到达，主干道最小绿灯时间结束。
    感应信号相(即次干道通行相)设置初始绿灯时间、单位延续绿灯时间和最大绿灯时间。当次干道获得通行权后，控制器先给感应相一个最小绿灯时间，使到达的车辆通过交叉口。如果此后再无车到达，初始绿灯接受，通行权又将转移到主干道，如果在初始绿灯时间内又有车到达，就要在延续一个单位绿灯时间，直到累计达最大绿灯时间。此后，即使次干道再有车辆到达，绿灯时间不再延长，通行权

转移到主干道。半感应控制流程如图1所示