微机原理课程设计——交通灯控制系统

1 2 设计要求 1 利用 8253 定时 8259 中断及 8255 输 出实现交通灯模拟控制 2 实现能自动控制和手动控制 3 实现能随时可以调整自动模式的绿灯 和红灯时间 1 设计目的 电子课程设计是电子技术学习中非常重 要的一个环节 是将理论知识和实践能力相 统一的一个环节 是真正锻炼学生能力的一 个环节 交通灯能保证行人过马路的安全 控制交通状况等优点受到人们的欢迎 在很 多场合得到了广泛的应用 交通灯是采用计算机通过编写汇编语言 程序控制的 红灯停 绿灯行的交通规则 广泛用于十字路口 车站 码头等公共场所 成为人们出行生活中不可少的必需品 由于 3 计算机技术的成熟与广泛应用 使得交通灯 的功能多样化 远远超过老式交通灯 交通 灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方 便 而且大大地扩展了交通灯的功能 诸如 闪烁警示 鸣笛警示 时间程序自动控制 倒计时显示 所有这些 都是以计算机为基 础的 还可以根据主 次干道的交通状况的 不同任意设置各自的不同的通行时间 或者 给红绿色盲声音警示的人性化设计 现在的 交通灯系统很多都增加了智能控制环节 比 如对闯红灯的车辆进行拍照 当某方向红灯 亮时 此时相应的传感器开始工作 当有车 辆通过时 照相机就把车辆拍下 要将交通灯系统产品化 应该根据客户 不同的需求进行不同的设计 应该在程序中 增加一些可以人为改变的参数 以便客户根 据不同的需要随时调节交通灯 因此 研究 交通灯及扩大其应用 有着非常现实的意义 4 2 设计内容 交通灯控制系统 利用 8253 定时器 8255 等接口 设计 一电路 模拟十字路口交通灯控制 要求能 实现自动控制和手动应急控制 具体要求如下 1 在一个十字路口的一条主干道和一条 支干道分别装上一套红 绿 黄三种信号灯 2 在一般情况下 主干道上的绿灯常亮 而支干道总是红灯 3 当检测到支干道上来车时 主干道 的绿灯转为黄灯 持续 4S 后 又变为 红灯 同时支干道由红灯变为绿灯 4 支干道绿灯亮后 或者检测到主干 道上来了三辆车 或者虽未来三辆车 但绿 灯已经持续了 25 秒 则支干道立即变为黄 灯 同时主干道由红灯变为绿灯 5 3 设计要求 在 Proteus 环境下 结合课程设计 题目 设计硬件原理图 搭建硬件电路 软件设计 1 采用模块化程序结构设计软件 可将整个软件分成若干功能模块 2 画出程序流程图 3 根据流程图 编写源程序 4 在 Proteus 环境下 仿真调试程 序 6 4 设计原理与硬件电路 要完成本实验 首先必须了解交通 路灯的亮灭规律 本实验需要用到实验 箱上八个发光二极管中的六个 即红 黄 绿各两个 不妨将 L1 绿 L2 黄 L3 红 做为南北方向的指示 灯 将 L4 绿 L5 黄 L6 红 做 为东西方向的指示灯 而交通灯的亮灭 规律为 初始态是两个路口的红灯全亮 之后 东西路口的绿灯亮 南北路口的 红灯亮 东西方向通车 延时一段时间 后 东西路口绿灯灭 黄灯开始闪烁 闪烁若干次后 东西路口红灯亮 而同 时南北路口的绿灯亮 南北方向开始通 车 延时一段时间后 南北路口的绿灯 灭 黄灯开始闪烁 闪烁若干次后 再 切换到东西路口方向 重复上述过程 各发光二极管的阳极通过保护电阻接到 7 5V 的电源上 阴极接到输入端上 因 此使其点亮应使相应输入端为低电平 在以上的叙述基础上 本实验添加了东 西方向 S2 南北方向 S3 紧急切换按钮 各一个 当紧急按钮按下时 相应方向 紧急切换为绿灯 以便特种车辆通行 另外 本实验以低电平触发中断申请 表示有特种车通过 本实验中断处理程序的应用 最主 要的地方是如何保护进入中断前的状态 使得中断程序执行完毕后能回到交通灯 中断前的状态 要保护的地方 除了累 加器 ACC 标志寄存器 PSW 外 还要注 意 一是主程序中的延时程序和中断处 理程序中的延时程序不能混用 本实验 给出的程序中 主程序延时用的是 8 R5 R6 R7 中断延时用的是 R3 R4 和 新的 R5 第二 主程序中每执行一步经 74LS273 的端口输出数据的操作时 应 先将所输出的数据保存到一个单元中 因为进入中断程序后也要执行往 74LS273 端口输出数据的操作 中断返 回时如果没有恢复中断前 74LS273 端口 锁存器的数据 则显示往往出错 回不 到中断前的状态 还要注意一点 主程 序中往端口输出数据操作要先保存再输 出 例如有如下操作 MOV A 0F0H 0 MOVX R1 A 1 MOV SAVE A 2 9 程序如果正好执行到 1 时发生中 断 则转入中断程序 假设中断程序返 回主程序前需要执行一句 MOV A SAVE 指令 由于主程序中没有执行 2 故 SAVE 中的内容实际上是前一次放入的而 不是 0 语句中给出的 0F0H 显示出 错 将 1 2 两句顺序颠倒一下则 没有问题 发生中断时确定方向的绿灯 亮 10 秒 然后返回中断前的状态 10 11 12 13 14 6 程序及硬件系统调试情况 程序运行结果 1 东西路右拐和南北路左拐绿灯点亮 5 秒 直通到均为红灯 2 5 秒后 黄灯亮 3 秒钟 此时南北方 向仍维持红灯点亮 3 东西方向直通 为绿灯 南北 方向 红灯 4 黄灯再亮三秒之后 东西路左拐和南 北路右拐绿灯点亮 5 南北方向的黄灯亮 3 秒钟后 南北方 向直通 延时 5 秒 6 闭合 A 口开关 四个路口全红灯 表 明紧急状态 15 设计总结与体会 经过这两周的课程设计 做关于 交通灯系统设计 我认真查阅资料 学 习关于这方面的知识 比如说要了解 8086 芯片中各个引脚的功能 怎么样 去使用 8255 这个可编程并行接口芯 片 怎么样使用 8253 来定时及输出 一定频率的脉冲以及交通有哪些规则 在 理论学习的基础上 又下了一次苦工 夫 算是明白了设计一个系统的过程 也让我体会到要想成功地设计某个东 西 光学好专业知识是不够的 必须要 系统的知识 无论在哪方面都要有个 明白的概念 只有这样才不至于在设 计过程中摸不着头脑 知道去哪些是 需要查的资料 还有一点 我觉得我在 芯片编程方面 特别是在初始化方面 是我最大的困难 或许是我的汇编语 言学得不够好 我只能借助参考资料 16 查每一条指令的作用与功能 这样一 来又巩固了我的对汇编语言的了解 而且在设计中 把死板的课本知 识变得生动有趣 激发了学习的积极 性 把学过的计算机