微机原理交通灯实时控制系统Word格式文档下载.doc
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指导教师：
李朝纯工作单位：
信息工程系
设计题目：
交通灯实时控制系统
初始条件：
1、某十字路口的车辆通行按步序参考表A进行
2、TDN86/88型多功能微机实验平台
要求完成的主要任务：
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
主要任务：
1．画出硬件原理图（接口芯片和外设部分、交通灯与路口对应关系）和实验连线图；
2．交通灯控制方式是南、北、东、西四个路口轮流通行（无交叉点通行控制方式，步序见参考表A）；
绿灯亮表示允许通车（20秒）、红灯亮表示不允许通车（15秒）。
各路口由允许通车到不允许通车黄灯亮（用红灯闪烁5秒钟表示）；
3．用2位7段LED数码管上显示路口当前通行时间的倒计时。
*4．各路口允许通车时间内，若有异常事件发生（用开关模拟中断信号的产生），则所有灯闪烁10秒钟，返回原处继续。
设计报告撰写格式要求：
（按提供的设计报告统一格式撰写）
设计报告应包含以下内容：
①设计任务与要求②总体方案与说明
③硬件原理图与说明④实验电路图与说明
⑤软件主要模块流程图 ⑥源程序清单与注释
⑦系统调式、问题分析与解决方案；
⑧小结与体会
附录：
①源程序（必须有简单注释）②使用说明③参考资料
时间安排：
12月24日
布置题目，确定任务、查找相关资料
12月25日～12月27日
功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统；
12月28日
答辩后撰写设计报告。
12月28日下午4:
00前交设计报告。
指导教师签字：
2012年12月24日
系主任签字：
年月日
目录
1需求分析 1
1.1课程设计题目 1
1.2设计目的 1
1.3设计任务 1
1.4软硬件运行环境及开发工具 2
1.4.1软硬件运行环境 2
1.4.2开发工具 2
2.概要设计 2
2.1交通灯实时控制系统设计原理及方法 2
2.1.1设计原理 2
2.1.2系统原理图 3
2.1.3电路原理 3
2.1.4设计方法 4
3三. 详细设计 4
3.1硬件设计与软件设计 4
3.1.18255A芯片 4
3.1.28259芯片 5
3.2硬件电路的设计与实现 5
3.3软件设计 6
3.3.1红绿灯时间控制 6
3.3.2本实验中的中断的运用 6
4软件主要模块流程图 7
4.1程序总设计流程图 7
4.2延时1s子程序DELLAY1S流程图 8
4.3IRQ7中断子程序流程图 9
5.系统调试 11
5.1系统调试 11
5.2操作说明及运行结果 11
5.2.1操作说明 11
5.2.2运行结果 11
6.课程设计小结 12
13
参考文献 16
1需求分析
1.1课程设计题目
交通灯实时控制系统。
伴随着社会的发展以及人们生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。
以下就是运用数字电子设计出的交通灯：
用红灯来控制支路的交通通行，用绿灯来控制主干道的交通通行（说明：
本设计不遵循红灯停，绿灯行的交通规则，只要灯亮就表示可以通行）。
1.2设计目的
1）巩固和加深课堂所学知识；
2）学习掌握一般软硬件的设计方法和查询、运用资料的能力；
3）通过在TDN集成开发环境中对交通灯实时控制系统的设计与制作，综合应用8253、8259、8255芯片，深入了解和掌握利用可编程8255A进行控制的原理与方法；
4）通过这次课程设计，将课本上的理论知识和实际的应用有机的结合起来，以提高分析和解决问题的实际能力，通过对汇编语言程序代码的设计，编写，修改以提高自己实际编程能力。
1.3设计任务
1）任务：
设计一个交通灯控制系统
要求综合运用8259、8253、8255芯片设计十字路口的交通信号灯控制系统。
支线与主干线允许通车15秒，当支线允许通车时（15秒）中，若主干线15秒内已有10辆车到来，则申请中断，允许主干线通车，实现无交叉点通过。
如图1-1所示。
图1-1模拟通行示意图
2）设计任务要完成实验方案论证，进行十字路口的交通信号灯控制电路设计，画出电路原理图及实验电路图；
搭建实验电路，进行软件编程、调试、运行以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。
进行十字路口的交通信号灯控制程序设计（采用汇编语言）；
系统联调，提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控制系统设计。
1.4软硬件运行环境及开发工具
1.4.1软硬件运行环境
TDN88实验平台，PC机，导线，汇编语言编译软件。
1.4.2开发工具
TDN86/88教学实验系统，PC机。
2.概要设计
2.1交通灯实时控制系统设计原理及方法
2.1.1设计原理
通过并行接口芯片8255和计算机的硬件连接，通过软件计时，来实现十字路口交通灯的模拟控制，用8259芯片，得到CPU的中断响应后，提供中断类型号，从而
快速寻找到该中断源的中断服务程序的入口地址，转去执行中断服务序。
通过并行接口芯片8255和计算机的硬件连接，通过软件延时计数，来实现十字路口交通灯的模拟控制。
即用D5,D4，D1,D0亮表示车辆允许东西方向通行，D7,D6,D3,D2亮表示车辆允许南北方向通行。
用8259芯片，得到CPU的中断响应后，提供中断类型号，从而快速寻找到该中断源的中断服务程序的入口地址，转去执行中断服务程序。
实验中：
‘0’表示灯亮，‘1’表示灯灭
通过课程设计要求找出灯亮的规律：
1.东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，延续20秒。
2.20秒钟的最后5秒，东西方向绿灯以频率1HZ闪烁5次，南北方向红灯亮。
3.东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，延20秒。
4.20秒钟的最后5秒，南北方向绿灯以频率1HZ闪烁5次，东西方向红灯亮。
5.循环以上步骤。
通过分析灯亮的规律，总结出如下的功能表：
灯
状态
南北
红D7
红D6
东西
红D5
红D4
绿D3
绿D2
绿D1
绿D0
状态1
1
0
0
1
1
0
0
状态2
1
0
状态3
状态4
表2-1交通灯亮灭功能表
2.1.2系统原理图
系统原理图如图2-1所示
D0D1D2D3D4D5D6D7
CUP
A0A1A9
M/IO
A8
A7
A6
A5
INT
D1D2D3D4D5D6D7
D0PA0
D1PA1D2PA2D3PA3D4PA4D5PA5D6PA6D7PA7
8255PB0
A0.
A1.
PB7PC0
CS.
.
PC7
LED七段码显示器
A2
G1
G2A
G2B
CY4
B
A
8259
INTA IRQ7
KK1
图2-1系统原理图
2.1.3电路原理
本课题的设计可通过实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单。
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。
2.1.4设计方法
通过分析8255、8259各端口地址，设计合理的地址译码电路。
8259的地址为20H、21H，8255的端口地址为60H、61H、62H、63H。
红、绿灯分别接在8255的A口的高四位和低四位端口，PA0～PA7分别连接到D0～D7来控制8个灯的亮灭，用以模拟交通灯。
B口和C口接两个两片数码管显示器进行倒计时。
用开关模拟中断信号的产生，则要用到8259芯片。
8259的中断请求输入管脚IRQ7与KK1相连。
每按动一次KK1，产生一次中断请求信号。
当8259接收到中断请求信号之后，便开始执行中断，实现8个灯的闪烁。
系统的程序设计最关键的就是延时程序的编写，因为要在延时的同时用两个LED数码管同步显示倒计数，这给程序设计带来了难题。
现提出如下解决方案：
在进入每个状态时，给寄存器CX置初值表示要倒计时的时间，然后开始把CX循环减1，直到0进入下一个状态。
在CX减1循环中每循环一次，调用延时1s的子程序DELLAY1S，这样假如在状态0给CX置初值20，则会延时20s；
如果在每次调用的延时1s的子程序DELLAY1S中，再调用显示CX的值的子程序LED1给2个LED数码管显示，就实现了与延时同步的倒计数显示。
这样就实现了延时与倒计数的同步。
程序主要是由主程序、延时1s子程序DELLAY1S、LED显示CX子程序LED1、中断服务程序IRQ7组成。
在主程序中包括对8255初始化、中断程序入口地址的填写、中断IRQ7开放，各种状态的依次处理。
3. 详细设计
3.1硬件设计与软件设计
3.1.18255
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