基于的交通灯设计【实用文档】doc.doc
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1、基于的交通灯设计【实用文档】doc文档可直接使用可编辑,欢迎下载微型计算机原理与应用课程设计报告班级学生姓名联系电话学号完成日期 03。1.3指导老师目录一、概述 。 题目 2需求分析 3. 设计要求二、设计过程1。 设计过程简单分析2. 硬件原理3.8255芯片资料三、程序设计1流程图 .程序代码四、总结附录一、 概述1、题目:基于086的交通灯设计、需求分析:随着电子技术的发展,计算机在现代科学技术的发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、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机.本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。运用所学的微机原理和接口技
2、术知识完成交通灯系统.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控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的交通灯控制系统的硬件、软件电路设计方案。该系统适用于单主干道的十字路口。现假定其主干道为东西方向,次干道为南北方向。3、设计要求这次课程设计的题目是交通灯控制器的设计与实现,主要是模拟十字路口的红绿灯,如图1-1所示。交通灯控制器的设计与实现主要是通过编写汇编语言程序利用8255A的口灯的亮与灭进行控制。首先,要了解的是8255是如何工作的,包括它的A口、B口、C口和控制端口是如何写数据的,还包括芯片的初始
3、化等。由于只有16个发光二极管,所以还得弄清楚是每个发光二极管所代表的灯的颜色及方向.最后要在实验室通过一个软件进行调试,调试通过后即可看到设计的结果。要求:图1-1 十字路口交通灯二、 设计过程1、设计过程简单分析红,黄,绿灯可分别接在8255的A口上,灯的亮灭可直接由825输出,控制。延时及闪烁由软件编程实现。2、硬件原理设计电路如下:由上述电路容易知道红,黄,绿灯分别接在825的口上,端口A地址为8000H,可以通过控制8255端口A输出的高低电平来控制灯的亮灭,灯的闪烁和延时可直接通过软件的延时程序解决,这样可以大大简化电路的设计.、主要芯片资料825介绍 8255的内部结构8255A
4、是一个引脚的双列直插式集成电路芯片按功能可把825A分为三个逻辑电路部分,即:口电路、总线接口电路和控制逻辑电路.()口电路 85A共有三个8位口,其中A口和口是单纯的数据口,供数据I/O使用。而C口则既可以作数据口,又可以作控制口使用,用于实现A口和B口的控制功能。数据传送中口所需的控制信号由口高位部分(P7P4)提供,因此把A口和C口高位部分合在一起称之为组;同样理由把B口和C口低位部分(PP0)合在一起称之为组.(2)总线接口电路 总线接口电路用于实现82A和单片微机的信号连接.其中包括: (a)数据总线缓冲器 数据总线缓冲器为位双向三态缓冲器,可直接和80C51的数据线相连,与I/O操
5、作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送.(b)读/写控制逻辑 与读写有关的控制信号有 S片选信号(低电平有效) D读信号(低电平有效) W写信号(低电平有效) A0、A1端口选择信号.8255A共有四个可寻址的端口(即口、口、C口和控制寄存器),用二位地址编码即可实现选择。参见下表。EET-复位信号(高电平有效).复位之后,控制寄存器清除,各端口被置为输入方式。读写控制逻辑用于实现855A的硬件管理:芯片的选择,口的寻址以及规定各端口和单片微机之间的数据传送方向。()控制逻辑电路 控制逻辑电路包括组控制和B组控制,合在一起构成位控制寄存器。用于存放各口的工作方式控制字8255A
6、工作方式及数据I/O操作(1)825A的工作方式 8255A共有三种工作方式,即方式0、方式、方式2(a)方式0 基本输入/输出方式 方式下,可供使用的是两个8位口(A口和B口)及两个位口(C口高4位部分和低4位部分)。四个口可以是输入和输出的任何组合。方式0适用于无条件数据传送,也可以把C口的某一位作为状态位,实现查询方式的数据传送.(b)方式1 选通输入/输出方式 A口和B口分别用于数据的输入输出.而C口则作为数据传送的联络信号。具体定义见表7.可见A口和口的联络信号都是三个,如果A或B只有一个口按方式使用,则剩下的另外3位口线仍然可按方式使用。如果两个口都按方式1使用,则还剩下2位口线,
7、这两位口线仍然可以进行位状态的输入输出。方式1适用于查询或中断方式的数据输入/输出. (c)方式2 双向数据传送方式 只有A口才能选择这种工作方式,这时A口既能输入数据又能输出数据。在这种方式下需使用C口的五位线作控制线,信号定义如表72所示.方式适用于查询或中断方式的双向数据传送。如果把A口置于方式2下,则B口只能工作于方式0(2)数据输入操作 用于输入操作的联络信号有:B(Stroe)-选通脉冲,输入,低电平有效. 当外设送来STB信号时,输入数据装入8255A的锁存器。IF(pt Bufer Full) 输入缓冲器满信号,输出,高电平有效。IBF信号有效,表明数据已装入锁存器,因此它是一
8、个状态信号.INTR(INTerrupt Request)中断请求信号,高电平有效,当IBF数据输入过程:当外设准备好数据输入后,发出信号,输入的数据送入缓冲器。然后IBF信号有效.如使用查询方式,则IBF即作为状态信号供查询使用;如使用中断方式,当信号由低变高时,产生INT信号,向单片微机发出中断。单片微机在响应中断后执行中断服务程序时读入数据,并使T信号变低,同时也使IBF信号同时变低。以通知外设准备下一次数据输入。()数据输出操作用于数据输出操作的联络信号有:AK(Knowege)-外设响应信号输入,低电平有效。当外设取走输出数据,并处理完毕后向单片微机发回的响应信号为高,信号由低变高(
9、后沿)时,中断请求信号有效。向单片微机发出中断请求。OBF(OutpuBuferFll)输出缓冲器满信号,输出,低电平有效。当单片微机把输出数据写入25A锁存器后,该信号有效,并送去启动外设以接收数据.NR中断请求信号,输出,高电平有效。数据输出过程:外设接收并处理完一组数据后,发回ACK信号.该信号使OB变高,表明输出缓冲器已空.如使用查询方式,则OBF可作为状态信号供查询使用;如使用中断方式,则当K信号结束时,INTR有效,向单片微机发出中断请求。在中断服务过程中,把下一个输出数据写入82的输出缓冲器。写入后OBF有效,表明输出数据已到,并以此信号启动外设工作,取走并处理255A中的输出数
10、据。表7255A 口联络信号定义三、 程序设计1、流程图循环用延时程序延时用延时程序延时延时东西红灯亮,南北黄灯亮,其他灯灭东西红灯亮,南北绿灯闪烁,其他灯灭东西红灯亮,南北绿灯亮,其他灯灭延时东西黄灯亮,南北红灯亮,其他灭东西绿灯闪烁,南北红灯亮,其他灭东西绿灯亮,南北红灯亮,其他灭初始化82552、程序代码。OEL SMAL.806.stack。coe.sttup movd,806h mvax,0h ut dx,ax mv dx,8000 mov ax,0ffh ut dx,ax ;825初始化 s1: ov ax,beh out x,ax cal dela ov cx, l: mov a
11、x,0bh o d,x call del0 mov ax,0eh ut dx,ax cll de loop p mov ax,bdh ou dx,ax call dely3 mo ax,0ebh t,a call dlay5 ov c, lp1:oax,0fb outx,ax cal delay0 ovx,0eb ot x,ax cl delay0 lo l1 mov ax,0dh oux,ax cal day3 jmp delay5roc ear ush x movbx,25 dy1:ov c,5882 y2:lop dy2 dec bx nzdy1 op cx rt dla5 endp d
12、eay05pocnea pus x ov x, d3:mo cx,5882 dy4:loo dy4 decbx nz dy pc et deay05ndp deay3 prc nar ps x ov bx,0 dy5: cx,82 dy6:op d6 ec bx jnzdy5 pp cx ret dely3 endp dataEND四、 总结本次课程设计是要设计一个交通灯系统,主要功能如上已有细述。在本次对交通灯的设计过程中以此来加深对微机接口技术的理解,提高了自己的动手能力。首先着手对硬件电路的设计,本次课程设计主要采用了5A接口电路。由于对各个芯片不熟悉,通过课本了解到了它们的引脚及功能、
13、工作方式、内部结构和控制字。然后就是对程序的设计,想要设计出一个实用的控制系统需要了解程序流程,先画出了流程图,然后对代码进行编写,在编写过程中遇到了很多问题。对芯片的不了解也导致编程的很多的问题,要么灯都不显示,要么灯显示不全,再要么红灯绿灯时间分配不合理。最后经过一段时间的研究,查阅了很多资料并和同学讨论后终于一一解决.最后,再说两句,由于自己太晚才开始做这个课程设计,导致很多功能没有实现好,例如想通过253来对交通灯进行定时计数,用七段显示数码管显示倒计时,但是最后都由于时间紧而选择软件实现延时闪烁。不管怎样,经过这次课程设计,我获益颇多。将微机原理这门课程中的理论与实践相结合起来,对芯
14、片的功能也有了进一步认识理解.附录电路原理图:元件清单:8086芯片 1个8255芯片 1个74s37锁存器 2个74s138译码器 1个e灯 个参考文献:8实验指导书 王荣辉,张晓华编著微型计算机原理及应用郑学坚,朱定华编著摘要近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新.在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,正在不断的应用到实际生活中,并且根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊.那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方
15、式很多。本系统采用MS51系列单片机TC851为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。关键词:交通灯 单片机 数码管一 .总体设计思路.1设计目的及思路设计目的了解交通灯管理的基本工作原理,熟练掌握SC89C5的工作原理和应用编程,熟悉STC8C51单片机并行接口的各种工作方式和应用,并了解计数器定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法,掌握多位LED显示问题的解决。设计思路(1)分析目前交通路口的基本控制技术,
16、提出自己的交通控制的初步方案.(2)确定系统交通控制的总体设计,增加了倒计时显示提示。(3)进行显示电路.(4)进行软件系统的设计。1.2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析图1所示为红绿灯转换的状态图。S2S1S4S3图 红绿灯状态转换图状态2SS时间3s530s5s东西道红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯亮南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮红灯亮表1 十字路口指示灯燃亮方案说明:(1)当东西方向为红灯,此道车辆禁止通行,东西道行人可通过;南北道为绿灯,此道车辆通过,行人禁止通行。时间为60秒。 (2)黄灯闪烁5秒,警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换. (3)当东西方向为绿灯,此道车辆通行;南北方向为红灯,
17、南北道车辆禁止通过,行人通行。 时间为80秒.东西方向车流大通行时间长。 (4)这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。(5)此表可根据车流量动态设定红绿灯初始值。 共四种状态,分别设定为S1、S2、S3、4,交通灯以这四种状态为一个周期,循环执行如下图所示:图2 交通灯状态循环图程序就是在上述四种状态下循环转化的。一个周期四个状态,在正常模式下共花费分10秒。二.具体设计方案2方案要求:本设计要求与交通信号实际控制一致,采用LE模拟信号灯,信号灯分东西、南北二组,分别有红、黄、绿三色。其工作状态由程序控制,启动、停止按钮分别控制信号灯的启动与停止。白天
18、/黑夜转换开关可对信号进行控制转换。并且要求能用两位数码管(或者一位数码管)来显示红灯或者绿灯等待的时间,在黄灯的时候数码管不显示。信号灯的控制要求如下:假设东西方向交通繁忙为主干道,车流量为南北交通的两倍.因此东西方向的绿灯通行时间为是南北方向上的两倍。开始时东西方向绿灯先亮,南北为红灯。按下启动按钮开始工作,,按下停止按钮,停止工作.白天/黑夜转换开关闭合时为黑夜工作状态,这时只有黄灯来回闪烁,断开为白天工作状态。白天工作状态要求:东西方向绿灯亮0s,然后黄灯闪三下(下/秒,共5秒),然后红灯亮20s,而南北方向为红灯亮40然后绿灯亮s,然后黄灯也闪三下;如此周期循环下去。 示意图2。2方
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