交通灯设计报告.doc

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1、目录前言2第一章 交通灯系统的设计要求与设计方案31.1 交通灯方案的论证与比较31.2 交通灯的功能与要求31.3 交通灯设计方案的确定4第二章 交通灯系统的硬件设计52.1 交通灯的硬件框图52.2 中断电路设计62.3 模拟交通灯显示电路62.4 输入、输出显示电路设计72.5 开关手动控制电路设计72.6 系统总电路图7第三章 交通灯系统的软件设计73.1 主程序流程图73.2 交通灯主程序设计8第四章 交通灯系统的安装与调试114.1 硬件调试114.2 软件调试114.3 调试过程11第五章 设计体会与小结115.1 总结设计体会与心得11附录12部分源程序与参考文献12系统硬件原

2、理图12前言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

3、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。第一章 交通灯的设计要求与设计方案1.1 方案的论证与比较交通灯的实现方法1）用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口自定），2）. 用实验箱

4、中的一个开关向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断，以实 现人们想要的交通灯工作状况。3） 1：实验系统8253定时计数器可以实现电路延时60秒与闪烁5秒红绿 灯条变的时间设定。2：调用延时函数来控制60秒的延时工作和5秒闪烁工作4）. 用实验系统的发光二极管模拟红绿灯 定时采用软硬件相结合的方式实现。5）. 芯片选择及端口选择1、8255A：实现对信号灯红绿黄自动转换的控制。 8259A：实现在特殊情况下让信号灯全红的控制。2、8259A的端口地址为：20H、21H 8255A的端口地址为：端口A-60H、端口B-61H、端口C-62H、控制端口-63H3、8253的端口地址为：计数器0

5、-40H、计数器1-41H、计数器2-42H、控制寄存器0-43H。（由于试验箱原因，没用到）6）.用上面所选芯片以及外围电路实现交通灯的功能1.2 交通灯的功能与要求该课程设计要求采用定时加中断控制的方式进行,对两个方向车辆的通行时间分别计时,可随意进行更改双向的通行时间。具体要求如下：1）东西方向车辆放行60秒钟。即东西方向绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟；2）1分钟后，东西方向的红（绿）灯闪烁5秒钟，以警示车辆将切换红绿灯。此时南北方向仍维持红灯点亮。3）东西方向的红（绿）灯闪烁5秒钟后，转为南北方向放行60秒钟。即东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮60秒钟； 4) 南北方向放行6

6、0秒钟后，转为南北方向的红（绿）灯闪烁5秒钟，以警示将切换红绿灯。此时东西方向仍维持红灯点亮。 5) 南北方向的红（绿）灯闪烁5秒钟后转为东西方向放行1分钟。如此循环重复。附：扩展功能：可以在交通堵塞或紧急情况下，自动控制环节可以随时跳入手动环节，实现人工操作，可以人工控制红绿灯的变化，并且可以随时返回到自动控制环节。1.3 设计方案的确定1）编程软件选择 本实验在唐都实验箱上进行，并且是通过wnd86软件进行编辑、编译、连接、加载运行程序，所以选用此软件编写程序，并下载到试验箱运行调试及观察程序实现的功能。2）芯片的选择用8255作为数据的输入输出电路，A口输出，接发光二极管。B口输入，接开

7、关控制电路。而定时电路主要芯片8253，由于试验箱上的管脚使用的限制，没有使用。选择了软件延时，让计算机执行循环语句来达到延时的目的。可根据需要保持的时间来自由设置循环次数。3）用按键KK1接8259的IRQ7端口做中断控制电路。4）用开关K7加上中断按键KK7联合使用用来形成可以自由改变交通灯工作方式的电路模块，即人工设置。第二章 交通灯系统的硬件设计2.1 （1）硬件电路设计8255A方式选择控制字： 各芯片主要管脚的功能如下：8255A：采用A都输出，B口输入控制方式PA0:接东西方向的红灯，其中1表示暗，0表示亮PA1:接南北方向的红灯，其中1表示暗，0表示亮PA2:接东西方向的绿灯，

8、其中1表示暗，0表示亮PA3:接南北方向的绿灯，其中1表示暗，0表示亮PC4: 和8253GATE2端相连，为时器2的门控型号PA0PA1:可接两个红色放光二极管PA2PA3:可接两个绿色放光二极管状态1：PA0PA31 0 01状态2：PA0PA3闪 0 01状态3：PA0PA30 1 10状态4：PA0PA30 闪 01状态5：PA0PA31 0 01PB0PB7端口，接开关接口K0K7,用来实现手动控制。8259：采用边沿触发，没有级联，利用IRQ7号中断交通灯的硬件框图框图如下：发光二极管显示电路人工控制电路K7人工控制下的输入电路中断电路82598086CPU中心控制系统图1-数字钟

9、硬件框图2.2 中断电路设计对8259初始化后，当KK1按下，产生中断信号，程序立即跳转并执行中断。2.3模拟交通灯显示电路2.4 输入、输出显示电路设计用8255作输入、输出显示电路，A口为输出口，B口为输入口。4个红、绿发光二极管代表东南西北各方向的红绿交通灯。由于同一方向红绿灯的情况一致，这里分别用一个红、绿二极管表示，2.5 开关手动控制电路设计通过电平比较的方式查询PB7管脚电平变化，进入相应的的程序，当它为高电平1时，进入人工控制程序，为低电平0时，进入自动循环控制。按下中断按键，并判断PB7管脚输入为高电平时，进入人工控制程序，可通过B端口的开关K0、K1、K2、K3任意设置，再

10、读取B口状态，以应对突发的交通状况与交通事故。2.6 系统总电路图第三章 交通灯系统的软件设计3.1 主程序流程图当中断到来时立即执行中断，当PB7为高电平到来且中断到来时，进入到人工控制程序。为突发交通状况和交通堵塞情况设计的多功能交通灯。当PB7又变为低电平时自动回到红绿灯正常工作程序。3.2 交通灯主程序设计程序如下：DATA SEGMENT PORTA EQU 60H ；8255端口地址定义 PORTB EQU 61H PORTC EQU 62H CON8255 EQU 63H DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,CS:CODESTART: CLI

11、MOV DX,63H ;定义8255工作方式 MOV AL,82H ;工作方式0，A口输出，B口输入 OUT DX,AL LOOP1: PUSH DS MOV AX,OFFSET IRQ7 ；中断入口地址及设置 MOV SI,003CH MOV SI,AX MOV AX,CS MOV SI,003EH MOV SI,AX POP DS IN AL,21H AND AL,7FH OUT 21H,AL STI BIJIAO: MOV DX,PORTB IN AL,DX AND AL,80H CMP AL,80H JZ zhongduan ;检测PB7是否有高电平，=0跳转 MOV DX,60H M

12、OV AL,b OUT DX,AL ; ；状态0：东西红南北绿 CALL DALLY1 ; ；延时20秒 MOV BX,05H ; 红灯闪烁的次数L1: MOV DX,60H ; ；写A口发出的数据，东西红南北绿 MOV AL,b OUT DX,AL CALL DALLY2 ； 延时2 MOV DX,60H ;；东西灭，南北绿 MOV AL,B OUT DX,AL CALL DALLY2 DEC BX CMP BX,0H JNZ L1 MOV DX,60H ;状态2：东西绿灯，南北红灯 MOV AL,B OUT DX,AL CALL DALLY1 MOV BX,05H ;红灯闪烁的次数L2:

13、MOV DX,60H ;写A口发出的数据，东西绿灯，南北红灯 MOV AL,B OUT DX,AL CALL DALLY2 MOV DX,60H ;；东西绿灯，南北灭 MOV AL,B OUT DX,AL CALL DALLY2 DEC BX CMP BX,0H JNZ L2 JMP LOOP1 ;；无按键则跳回继续循环，有则退出， MOV AX,4C00H ;；结束程序退出 INT 21H ; ；DOS 系统功 zhongduan:IN AL,61H OUT 60H,AL jmp loop1 RET IRQ7:IN AL,61H OUT 60H,AL MOV AL,20H OUT 20H,A

14、L CLI JMP LOOP1 RET DALLY1: PUSH AX MOV CX,0200H A3:MOV AX,0560H A4:DEC AX JNZ A4 LOOP A3 POP AX RET DALLY2: PUSH AX MOV CX,0060H A5:MOV AX,0560H A6:DEC AX JNZ A6 LOOP A5 POP AX RETCODE ENDS END START第四章 交通灯系统的安装与调试4.1 硬件调试根据程序设计的要求连接好试验箱上的电路，检查无误后，接通电源。4.2 软件调试将写好的源程序在Wmd86仿真软件上编译无误后，直接下载到实验箱，观察现象。

15、经过多次调试后达到了设计要求。4.3 调试过程当第一次做扩展功能时，即使用中断，只能实现一次中断，经过调试发现中断程序的位置放置错误，几经修改，最后调试成功。第五章 设计体会与小结5.1 总结设计体会与心得通过本次课程设计，使自己的动手实践能力有了很大的提高，让我认识到实践的重要性，但同时在实际应用过程当中，也发现理论知识的重要性，没有理论知识的支撑，是不能很好的完成本次课程设计的。本次设计是微机原理与接口技术简单的应用，但让我掌握了学习微机和应用微机的方法，为以后的学习实践打下了基础。在设计过程当中也发现了自己经验的不足，尤其是在编程序方面还需要大量的练习，为以后的学习指明方向。设计中遇到的

16、问题：一、首先，在开始设计中，利用8253计数定时器来实现60秒和1秒闪烁，但后来实验箱上8253计数器只有一个通道接口，所以需另想办法，通过思考利用延时函数来实现延时；二、在编写闪烁函数时，闪烁函数并没有实现，后来通过思考因为5次循环函数中调用了延时函数，延时函数里用到了cx，在5次函数循环中也用到了，后来把外面中cx该为bx，然后在后面利用DEC进行自减。三、在进行扩展功能时，首先想到利用中断来进行自动和手动控制，中断编写有困难，就想到用电平比较来代替中断，可以实现转换，可又发现转换存在延时，因为电平比较无法立即中断，最好通过8259中断来实现立即中断。通过此次课程设计收获颇丰：一、进一步

17、理解了微机原理课程的内容，加深了对8255，8259及8253工作方式的应用，以及对微机操作和总线寻址的认识。二、学会了利用延时函数和中断函数及程序编写的结构和方法。三、加强了独立解决问题了能力，在实践中发现问题解决问题。附录.部分源程序与参考文献1.微机原理里与接口技术(第2版) 彭虎、周佩玲、傅忠谦、编著 电子工业出版社2.汇编语言程序设计简明教程 杨文显主编电子工业出版社3 微机原理试验指导书 武汉理工大学华夏学院.系统硬件原理图本科生课程设计成绩评定表姓 名何泓伟性 别男专业、班级电信1073班课程设计题目：交通灯系统设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：设计方案与内容（20分）制作与调试（30分）说明书内容与规范程度（20分）答 辩（20分）学习态度与考勤（10分）总 分（100分）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日