微机原理课程设计-交通灯控制系统

PAGE新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说书交通灯控制系统专业班级：电力系统自动化学生姓名：刘金亮指导教师：郭辉完成日期：2011.12.20新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计任务书2011/2012学年上学期2011年12月20日专业电力系统自动化班级电力09-9（1）班课程名称微机控制技术设计题目交通灯控制系统指导教师郭辉起止时间周数1设计地点微机控制技术实验室设计目的：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，控制原理设计，提高理论知识工程应用能力、分析问题与解决问题的能力。设计任务或主要技术指标：设计进度与要求：1、两天阅读设计任务并找资料2、两天时间将资料进行整理3、两天对资料进行分析4、一天写报告主要参考书及参考资料：[1]韩笑.继电保护分册.中国水利水电出版社.2003[2]李坚,郭建文.变电站运行及设备管理技术问答.中国电力出版.2005.8[3]祝敏,许郁煌.电气二次部分.中国水利水电出版.2004.9[4]罗建华.变配电所二次部分.中国电力出版.2002教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计评定意见设计题目：交通灯控制系统学生姓名：刘金亮专业电力系统自动化班级电力09-9（1）班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.学生的勤勉态度。3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。绪论随着生活水平的提高，家庭汽车拥有量越来越多，城市交通堵塞问题越来越严重，解决城市的交通堵塞问题越来越紧迫。交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色，是交通管理部门管理交通的重要工具。本文就控制交通灯的方法进行了讨论，分析了各种方案，并用软、硬件加以实现。而后，对六车道以上道路的“十字交叉路口交通灯控制”进行了分析。最后，还对城市交通灯网的控制进行了展望。希望能给有关政府部门一些参考，更好地改善我们的城市交通。现今的交通发展迅速，车辆极具增加，马路不断扩宽，人行横道相对较少。在车流量较大的地段即便有人行横道，行人也很难通过马路。行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。特别是像北京这样的大都市，经济飞速发展，车辆繁多，人口密集，缓解交通已成为当务之急。该系统主要应用于交通领域，具有较高的实用价值。该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人，以达到车辆停止，行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全，也减轻了交管部门的负担。目录1设计目的 12设计内容 13设计要求 24设计原理与硬件电路 25程序流程图 5程序运行结果： 6设计总结与体会 7附录A程序代码 8参考文献 12交通灯控制系统PAGE121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。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。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+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：MOVA，#0F0H（0）MOVX@R1，A（1）MOVSAVE，A（2）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MOVA，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。5程序流程图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25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。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,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。把学过的计算机编译原理的知识强化，能够把课堂上学的知识通过自己设计的程序表示出来，加深了对理论知识的理解。以前对与计算机操作系统的认识是模糊的，概念上的，现在通过自己动手做实验，从实践上认识了操作系统是如何处理命令的，如何协调计算机内部各个部件运行，对计算机编译原理的认识更加深刻。附录A程序代码A_PORTEQU200HB_PORTEQU202HC_PORTEQU204HCTRL_PORTEQU206HCLK0EQU100HCLK1EQU102HCTRLEQU106HDATASEGMENTBUF1DB09H,11H,21H,12H,0CH,4AH,89H,49HBUF2DB0C5H,0A3H,95H,93H,95H,13H,15H,23H,0HDATAENDSSTACKSEGMENTPARASTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXMOVAL,10010000BMOVDX,CTRL_PORTOUTDXMOVAL,0MOVDX,B_PORTOUTDXMOVDX,C_PORTOUTDXCALLPLAYLEASI,BUF1LEABX,BUF2AAA1:MOVCH,[BX]MOVCL,CHANDCL,00001111BCALLSHOW1CALLDELAYCALLSHOW2CALLDELAYJMPAAA6AAA4:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000001BCMPAL,00000000BJNZAAA7MOVAL,00001001BMOVDX,B_PORTOUTDXMOVAL,10010000BMOVDX,C_PORTOUTDXJMPAAA4AAA7:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000010BCMPAL,00000000BJNZAAA4CMPCL,0JNZAAA5INCSIINCBXMOVAL,[BX]CMPAL,0JNZAAA1JMPSTARTAAA5:DECCLDECCHCALLSHOW2CALLDELAYAAA6:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000010BCMPAL,00000010BJNZAAA6JMPAAA4SHOW1PROCMOVAL,[SI]MOVDX,B_PORTOUTDXRETSHOW1ENDPSHOW2PROCMOVAL,CHMOVDX,C_PORTOUTDXRETSHOW2ENDPPLAYPROCMOVAL,00110111BMOVDX,CTRLOUTDXMOVAX,1000