交通灯控制系统的设计方案闫超众 .docx

精品名师归纳总结微机原理与接口技术课程设计报告HEFEIUNIVERSITY设计题目： 交通灯掌握系统的设计系别：电子信息及电气工程系 年级专业：电子系自动化学号： 0805070146同学姓名：闫超众指导老师：丁 健2021年 12 月 28 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一部分前言微机原理课程设计是电子技术学习中特别重要的一个环节，是将理论学问和实践才能相统一的一个环节，是真正锤炼同学才能的一个环节。交通灯能保证行人过公路的安全, 掌握交通状况等优点受到人们的欢迎，在许多场合得到了广泛的应用。交通灯是采纳运算机通过编写汇编语言程序掌握的。红灯停，绿灯行的交通规章。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行少的必需品 , 由于运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便利，而且大大的扩展了交通灯的功能。诸如闪耀警示、鸣笛警示，时间程序自动掌握、倒计时显示，全部这些，都是以运算机为基础的。仍可以依据主、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。现在的交通灯系统许多都增加了智能掌握环节，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头工作，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，应当依据客户不同的需求进行不同的设计，应当在程序中增加一些可以人为转变的参数，以便客户依据不同的需要随时调剂交通灯。因此，争论交通灯及扩大其应用，有着特别现实的意义。目 录第一部分前言 2其次部分摘要 4第三部分合肥学院电子系微机试验课程设计任务书5五、参考文献： 6第四部分交通灯设计的简介 7第五部分交通灯的设计方案 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.1 电路原理 85.2 系统原理 85.2.1 8259A 的结构原理 85.2.2 8255A 的工作原理 10 5.374L138 工作原理 125.3.1 74LS138 与 74HC 的引脚图 125.3.2 74LS138 的功能表 12第六部分交通灯系统的安装与调试146.1 调试过程及相应问题的记录 146.1.1 软件延时与定时器计时 146.1.2 使用中断 146.2 调试结果 14第七部分程序流程图15第八部分设计过程与总结 16附录一：附源程序 19附录二：参考文献 23其次部分 摘 要随着电子技术的进展，运算机在现代科学技术的进展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用掌握技术、数据挖掘与处理技术等都离不开运算机。本课程设计是基于微机原理与接口技术的简洁应用。运用所学的微机原理和接口技术学问完成交通灯系统。通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代城市交通掌握与治理问题的现状，结合交通的实际情形阐述了交通灯掌握系统的工作原理，给出了一种简洁有用的交通灯掌握系统的硬件、软件电路设计方案。该系统适用于单主干道的十字路口，。现假定其主干道为 B 方向，次干道为 A 方向。可随便进行更换双向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的通行时间，该功能能实现加中断掌握和手动掌握的方式进行, 红绿灯切换时有闪耀功能以警示车辆和行人将进行红绿灯切换。当有交通堵塞或紧急状况时可进行中断手动掌握，使交通安全与交通流畅度得以保证。关键词： 推迟 8255 交通灯 掌握 设计AbstractWith the development of electronic technology, computers in the development ofmodern scienceand technologyplayan increasinglyimportantEffectMultimedia technology,networktechnology,intelligentinformationprocessingtechnology, controltechnologyfromtheapplicationDataMiningand processingand socan notdowithoutthecomputer.ThecoursedesignisbasedonMicrocomputer Principle and Interface Technology for simple applications. The use of the computer science principles and technical knowledge to complete the interface traffic light systemThrough a combination of hardware and software, We have justlearnedtousetheassemblylanguageprogramtosimulatetheconditionsof modernurbantrafficcontrolandmanagement ofthestatusquo,Theactual situationwithtrafficlightcontrolsystemdescribedworkingprinciple,A simple and practical given the traffic light control system hardware,software The system is suitable for a single main road intersection,It is assumed that the direction of the east-west trunk road, secondary roadsfor the north-south direction. Two-way free passage of time changes This featurecanachieveplusinterruptcontrolandmanualcontroloftheway,Flashing traffic light switching functions as a warning to vehicles and pedestrians willbe traffic lights switch. When there is traffic congestion or an emergency manual control can be interrupted, so that the degree of traffic safety and traffic flow can be guaranteed.Key words: Delayed Traffic Light Control Design 8255第三部分 合肥学院电子系微机试验课程设计任务书题目名称专业<方向）交通灯掌握系统的设计电子信息与电气工程系班级自动化 2> 班工 程 技 术 型可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、设计内容在 A 道和 B 道的十字路口， A、B 道各有两组交通指示灯，每组有红、黄绿三个灯。 A 道的同色灯连在一起， B 道的同色灯连在一起。对各组的交通灯进行掌握，以保证车辆在各道上通畅运行。A、B 组的交通灯工作过程为：1. 初始状态为 A、B 道都是红灯亮。当掌握系统启动后， A 道的绿灯亮， B 道的红灯亮。2. 当延时 25 秒后， A、B 道的黄灯同时变亮，且延时 5 秒。3. 延时后， B 道转为绿灯， A 道转为红灯，且延时 25 秒。4. 25 秒后，转为 A、B 道的黄灯亮，延时5 秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。5. 当遇到道路障通，或紧急情形时， A、B 道全为红灯。二、设计进程<按课程设计周运算）第一周设计任务： <1）: 明确学习目标，通过争论争论题目程序。<2）: 三人轮番分工，把问题简洁化。并对试验室的单片机进行熟识和调试<3）：对程序进行调试直到正确为止其次周设计任务： <4）：构思交通灯的方案书<5）：上网收取资料，对比和参考后完成课程设计报告三、设计任务及要求1. 选用 8088 最小工作模式和适当的储备器及接口芯片，编程实现上述工作过程及要求。2. 用 LED 显示器显示绿灯延时时间。3. 用相应的发光二极管来代替交通灯，用发光二极管的亮灭显示交通灯的工作情形。4. 系统有启动按钮和停止按钮，按启动按钮后，系统从第一步开头循环，按停止按钮后，无论在那一步，应回到初始状态。5. 画出具体的硬件接线图。6. 给出程序的设计思路，画出具体的程序流程框图。7. 给出程序清单并加上必要的注释。完成设计说明书 <包括封面、目录、设计任务书、硬件设计思路、硬件原理图、软件设计思路、程序流程框图、程序清单、所用器件型号、总结体会、参考文献等）。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、意义：1. 运用所学的微机原理和接口技术学问完成交通灯系统2熟识 8255 的工作模式五、参考文献：1. 微型运算机原理及接口技术试验指导书。2. 汇编语言程序设计南京高校出版社姚君遗编著。3. 汇编语言程序设计教程清华高校出版社杨记文编著。4. 微型运算机原理及接口技术中国科技高校出版社吴秀清 周荷琴编著。5. 汇编语言程序设计试验指导 清华高校出版社蔡启文 ，王志文，黄晓璐系主任：谭敏指导老师：丁健第四部分 交通灯设计的简介十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准就。十字道口的交通红绿灯掌握是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采纳“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间掌握显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间掌握显示中，通常要么 B、A 两方向各 50 秒。要么依据交通规律， B 方向 60 秒， A 方向 40秒，时间掌握都是固定的。交通灯的时间掌握显示，以固定时间值预先“固化”在单片机 中，每次只是以肯定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是特别复杂的， 是高度非线性的、随机的，仍常常受认为因素的影响。采纳定时掌握常常造成道路有效应用时间的铺张，显现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情形变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满意司机与路人的实际需要， 轻者造成时间上的铺张，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用“模糊掌握”技术掌握交通灯的方法。能够依据十字路口两个方向上可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结车辆动态状况，自动判定红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，削减道口的交通堵塞。但是却不像定时掌握，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时把握自己的驾驶动作，准时停车或启动。第五部分 交通灯的设计方案设计中使用了 8259 中断掌握器、 8255A 可编程并行接口实现了，对 A、B 方向交通的分别计时、分别掌握，设计采纳定时加中断掌握的方式进行, 对两个方向车辆的通行时间分别计时, 可随便进行更换双向的通行时间。城市十字交叉路口红绿灯掌握系统主要负责掌握B 走向和 A 走向的红绿灯的状态和转换次序, 关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时, 正是基于以上考虑 , 采纳如下设计 : A、B 组的交通灯工作过程为：1. 初始状态为 A、B 道都是红灯亮。当掌握系统启动后， A 道的绿灯亮， B道的红灯亮。2. 当延时 25 秒后， A、B 道的黄灯同时变亮，且延时 5 秒。3. 延时后， B 道转为绿灯， A道转为红灯，且延时 25 秒。4.25 秒后，转为 A、B 道的黄灯亮，延时5 秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。5. 当遇到道路障通，或紧急情形时， A、B 道全为红灯。5.1 电路原理本课题的设计可通过试验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简洁。完整系统的硬件连接如图 1 所示。硬件电路由 R-S 触发器电路、发光二极管模块、8255 可编程并行接口模块和紧急中断模块8259 组成。试验的对应接线关图系图如下所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B0B1B2 BC3D0 D1D6A0 A1A2C0 C 1C2D2 D3D4D7东西A3 A4 A5 A6A78255C3D5C4 C5 C6C7南北B4 B5 B6 B78259IRQ7IRQ6KK1紧急情形5.2. 系统原理5.2 1 8259A 的结构原理1、数据总线缓冲器 :8259A 与系统数据总线的接口，是8 位双向三态缓冲器。 CPU与8259A之间的掌握命令信息、状态信息以及中断类型信息，都是通过缓冲器传送的。2、读/ 写掌握规律 :CPU通过它实现对 8259A的读/ 写操作。3、级连缓冲器 : 用以实现 8259A 芯片之间的级连，使得中断源可以由8 级扩展至 64级。4、掌握规律电路 : 对整个芯片内部各部件的工作进行和谐和掌握。5、中断恳求寄存器IRR:8 位，用以分别储存8 个中断恳求信号，当响应的中断恳求输入脚有中断恳求时，该寄存器的相应位置1。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6、中断屏蔽寄存器IMR:8 位，相应位用以对8 个中断源的中断恳求信号进行屏蔽控可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结制。当其中某位置“ 0“时，就相应的中断恳求可以向CPU提出。否就，相应的中断恳求被屏蔽，即不答应向 CPU提出中断恳求。该寄存器的内容为8259A 的操作命令字 OCW，1 可以由程序设置或转变。7、中断服务寄存器 ISR:8 位，当 CPU正在处理某个中断源的中断恳求时， ISR 寄存器中的相应位置 1。8、用以比较正在处理的中断和刚刚进入的中断恳求之间的优先级别，以打算是否产生多重中断或中断嵌套。5.2 2 8255A 的工作原理1、8255A的内部结构 :1>数据总线缓冲器 : 这是一个双向三态的8 位数据缓冲器，它是8255A 与微机系统数据总线的接口。输入输出的数据、 CPU输出的掌握字以及CPU输入的状态信息都是通过这个缓冲器传送的。2>三个端口 A， B 和 C:A 端口包含一个 8 位数据输出锁存器和缓冲器，一个8 位数据输入锁存器。 B 端口包含一个 8 位数据输入 / 输出锁存器和缓冲器，一个8 位数据输入缓冲器。C 端口包含一个 8 位数据输出锁存器和缓冲器，一个8 位数据输入缓冲器 输入没有锁存器>。3> A 组和 B 组掌握电路 : 这是两组依据 CPU输出的掌握字掌握 8255 工作方式的电路，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结它们对于 CPU而言，共用一个端口的址相同的掌握字寄存器，接收CPU输出的一字节方式掌握字或对 C口按位复位字命令。方式掌握字的高5 位打算 A 组的工作方式，低 3 位打算 B 组的工作方式。对 C 口按位复位命令字可对 C口的每一位实现置位或复位。A 组掌握电路掌握A 口和 C口上半部， B组掌握电路掌握 B 口和 C口下半部。4>读写掌握规律 : 用来掌握把 CPU输出的掌握字或数据送至相应端口，也由它来掌握把状态信息或输入数据通过相应的端口送到CPU。2、引脚信号8255A 的引脚如图 7.5 所示，分为数据线、的址线、读/ 写掌握线、输入 / 输出端口线和电源线。D7D0<data bus ）：三态、双向数据线，与 CPU数据总线连接，用来传送数据。<chip select）：片选信号线，低电平有效时，芯片被选中。A1, A0<port address）：的址线，用来挑选内部端口。<read）：读出信号线，低电平有效时，答应数据读出。<write ）：写入信号线，低电平有效时，答应数据写入。RESET<reset>：复位信号线，高电平有效时， 将全部内部寄存器 <包括掌握寄存器）清 0。PA7PA0<port A ）： A 口输入/ 输出信号线。PB7PB0<port B ）： B 口输入/ 输出信号线。PC7PC0<port C）： C口输入/ 输出信号线。VCC： 5V 电源。 GND：电源的线。3、8255A 的 工作方式 :方式 0- 基本输入输出方式。方式 1- 选通输入输出方式。方式 2- 双向选通输入输出方式。5.3 74L138 工作原理5.3.174LS138 与 74HC的引脚图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结线-8 线译码器 74LS138用与非门组成的 35.3.2 3线-8 线译码器 74LS138的功能表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结无论从规律图仍是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平 1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余 7 个输出引脚全为高电平1。假如显现两个输出引脚同时为0 的情形，说明该芯片已经损坏。当附加掌握门的输出为高电平<S1）时，可由规律图写出由上式可以看出，同时又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码器叫做最小项译码器。71LS138有三个附加的掌握端、和。当、时，输出为高电平<S1），译码器处于工作状态。否就，译码器被禁止，全部的输出端被封锁在高电平，如表所示。这三个掌握端也叫做 “片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。带掌握输入端的译码器又是一个完整的数据安排器。在图电路中假如把作为“数据”输入端<同时），而将作为“的址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难懂得为什么把叫做的址输入了。例如当101 时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个 输出端上。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第六部分交通灯系统的安装与调试6.1 调试过程及相应问题的记录6.1.1 、软件延时与定时器计时软件延时，设计简洁，使用便利，但是无法进行精确计时，无法在实际应用中进行使用，本次设计采纳了，定时器0 进行计时，每 10ms 产生一个脉冲信号，可以精确的计时并便利 8 段数码管进行显示6.1.2 、使用中断使用中断比较麻烦，在试验中需要两次加载初始化程序和中断服务程序，并且需要手工指定中断服务的址和中断向量号。但是使用中断可以进行多样化设计，强化程序功能与执行效率。6.2 调试结果A、B 组的交通灯工作过程为：1. 初始状态为 A、B 道都是红灯亮。当掌握系统启动后， A 道的绿灯亮， B道的红灯亮。2. 当延时 25 秒后， A、B 道的黄灯同时变亮，且延时 5 秒。3. 延时后， B 道转为绿灯， A道转为红灯，且延时 25 秒。4.25 秒后，转为 A、B 道的黄灯亮，延时5 秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。5. 当遇到道路障通，或紧急情形时， A、B 道全为红灯。第七部分 程序流程图编译完成后下载运行程序14 / 19可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、B 道红灯同时点亮 5sA 道的绿灯点亮25s 同时 B 道的红灯点亮25s按下 KK1A、B 道的黄灯同时延时点亮 5sB 道的绿灯点亮25s 同时道的红灯点亮25sA、B 道的黄灯同时延时点亮 5s。回到第一步紧急情形A、 B 道方向的红灯同时被点亮 10s第八部分设计过程与总结个人总结： 回首那些鲜活的经受，它们一一拂过脑海，一次次让我感动，并源源不断的给我士气与力气，让我在这一路上走得是那样的轻松。一切的一切，都那么美好，但是又逝去的那么快。当再次静下来，细细回想这次实训的全过程，回想起开头时的点点滴滴，回想自己从始至终的热忱，心里就会有一种难以名状的感受。我在这次实训中负责的任务是报告的编写和硬件方面的一些连接，这就需要个人的动手才能强，我以前做过类似的报告书写和试验操作，所以在实训进行中我自我感觉仍好，能应对的来。通过该课程设计，把握了什么是编译程序，编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务，熟识了编译程序总流程框图，明白了编译程序的生成过程、构造工具及其相关的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结技术对课本上的学问有了更深的懂得，课本上的学问师机械的，表面的。通过把该算法的内容，算法的执行次序在运算机上实现，把原先以为很深奥的书本学问变的更为简洁，对试验原理有更深的懂得。两个星期的实训对我来说是即漫长又短暂，两个星期就听起来觉得很长，但漫长的是每次上课时我都觉得时间过得好快，一转瞬就下课。实训培育了我对不同事情的特殊观看，锤炼了我独立摸索的才能，为以后的学习打下了有益的基础。我现在又一次体会到“态度打算一切”这句话的含义。对待一份工作你只有对它由衷的喜爱，端正好自己的态度，你才能够在今后有更好的进展。同时我也体会到了学校的专心良苦，让我们在实训中找到自己的不足，端正好自己的态度，能够找到真正适合我们的位置。在此，真的很感谢学校能给我们供应了这次实训的机会，感谢丁健老师对我的关怀与支持！在今后的学习和生活中，我会更加努力奋进的，学好专业学问！附录一：附源程序.MODELTINYPCIBAR3EQU1CH。8位I/O 空间基的址 它就是试验仪的基的址, 也为 DMA& 32 BIT RAM 板卡上的 8237供应基的址 >Vendor_IDEQU10EBH。厂商 ID 号Device_IDEQU8376。设备 ID 号.STACK100.DATAIO_Bit8_BaseAddressDW.msg0DB'BIOS 不支持拜访 PCI$'msg1DB'找不到Star PCI9052板卡 $'msg2DB'读8位I/O 空间基的址时出错$'COM_ADDDW00F3H。掌握口偏移量PA_ADDDW00F0H。PA口偏移量PB_ADDDW00F1H。PB 口偏移量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PC_ADDDW00F2H。PC口偏移量LED_DataDB10111110B。东西绿灯，南北红灯DB11111111B。DB11011101B。东西 南北黄灯DB11101011B。东西红灯，南北绿灯.CODESTART:MOVAX,DA TA MOVDS,AXNOPCALLInitPCICALLModifyAddress。依据 PCI 供应的基的址 ,将偏移的址转化为实的址movdx,com_addmoval,80H。PA、PB、 PC为基本输出模式OUTDX,ALMOVDX,PA_ADD。红灯亮MOVAL,10111011B OUTDX,ALCALLDL5sLEABX,LED_DataSTART1:MOVDX,PA_ADD MOVAL,0XLATOUTDX,AL。东西绿灯，南北红灯CALLDL25S MOVCX,5START2:MOVAL,1 XLATOUTDX,AL CALLDL500ms MOVAL,2 XLATOUTDX,ALCALLDL5s 。东西南北黄灯MOVAL,3 XLATOUTDX,AL。东西黄灯亮，南北红灯CALLDL25S MOVAH,06H MOVDL,0FFH INT21HJZSTART1JMPExitDL500msPROCNEAR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PUSHPUSHAXDXMOVDX,500。延时500msMOVAH,0FFH。星研公司供应的软中断INT21HPOPDXPOPAX RETDL500msENDPDL5SPROCNEAR PUSHCXMOVCX,10DL5S1:CALLDL500ms LOOPDL5S1POPCX RETENDPDL25S PROCNEARPUSHCXMOVCX,50DL25S1:CALLDL500ms LOOPDL5S1POPCXRET ENDPInitPCI PROCNEARMOVAH,00HMOVAL,03HINT10H。清屏MOVAH,0B1H MOVAL,01HINT1AHCMPAH,0JZInitPCI2LEA DX,msg0InitPCI1:MOV AH,09H INT 21HJMP ExitInitPCI2:MOV AH,0B1H MOV AL,02HMOV CX,Device_ID MOV DX,Vendor_ID MOV SI,0INT 1AHJNC InitPCI3。是否存在 Star PCI9052板卡LEA DX,msg1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结JMPInitPCI1InitPCI3:MOVDI,PCIBAR3 MOVAH,0B1HMOVAL,09HINT1AH。读取该卡 PCI9052 基的址JNCInitPCI4LEADX,msg2JMPInitPCI1InitPCI4:ANDCX,0FFFCHMOVIO_Bit8_BaseAddress,CX RETInitPCI ENDPModifyAddressPROCNEAR ADDCOM_ADD,CX ADDPA_ADD,CX ADDPB_ADD,CX ADDPC_ADD,CX RETModifyAddressENDPExit:MOVAH,4CHINT21HENDSTART附录二：参考文献1. 微型运算机原理及接口技术试验指导书。2. 汇编语言程序设计南京高校出版社姚君遗编著。3. 汇编语言程序设计教程清华高校出版社杨记文编著。4. 微型运算机原理及接口技术中国科技高校出版社吴秀清 周荷琴编著。5. 汇编语言程序设计试验指导 清华高校出版社蔡启文 ，王志文，黄晓璐。可编辑资料 - - - 欢迎下载