计算机原理与接口技术 关于红绿灯的设计性实验 课程设计Word文档格式.docx
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4.学习控制程序的编程方法。
二.实验条件和要求
1.用业余时间进行调研,了解交通灯燃灭的规律,并写出调研报告,并在此基础上设计出硬件电路原理图。
2.在设计硬件电路时,要充分利用实验仪上的接口芯片,如8051单片机、8255并行接口芯片、发光二极管(红、黄、绿各两个)。
设计或利用接口仪上已有的单脉冲发生器,但脉冲发生器产生的负脉冲来产生中断,进行模拟有急救车通过。
3.编制相应的软件应用程序,并运行调试。
4.写出规范的实验报告。
实验报告用A4纸写出。
三.实验报告格式
1.实验题目
2.实验要求
3.调研报告
4.电路原理逻辑框图
5.程序流程图
6.应用程序
7.总结、分析、体会
调研报告
调研时间:
2008年12月15日
调研地点:
兴城市星海北路一中路口
调研对象:
兴城市交警巡防一中队警员
调研人员:
于治于永辉于伟
调研内容:
据观察和交警讲解,该路口东西、南北方向各两组灯,每组灯有红、黄、绿三种颜色信号灯,并且有倒计时显示和红、黄、绿三种颜色的左转向的箭头指示信号。
四组灯红色信号灯亮84秒,绿灯亮25秒,黄灯亮1秒。
同向的两组灯变化同步。
当急救车到来时东西南北四组灯都亮红灯。
调研分析
经分析该路口信号灯正常工作时可分为八个状态:
南北亮红灯倒计时显示从84秒递减,东西也亮红灯倒计时显示从29秒递减,此时南北方向车辆可以向左转为东西方向行驶,此状态持续29秒。
南北亮红灯倒计时显示从55秒递减,东西亮绿灯倒计时显示从25秒递减,此时车辆可以东西方向行驶,此状态持续20秒。
南北亮红灯倒计时显示从35秒递减,东西方向绿灯闪烁每秒闪烁1次,倒计时显示从5秒递减,此时车辆可以东西方向行驶,此状态持续5秒。
南北亮红灯倒计时显示从30秒递减,东西亮黄灯倒计时显示从1秒递减,此状态持续1秒。
南北亮红灯倒计时显示从29秒递减,东西也亮红灯倒计时显示从84秒递减,此时东西方向车辆可以向左转为南北方向行驶,此状态持续29秒。
南北亮绿灯倒计时显示从25秒递减,东西亮红灯倒计时显示从55秒递减,此时车辆可以南北方向行驶,此状态持续20秒。
南北绿灯每秒闪烁一次倒计时显示从5秒递减,东西方向亮红灯倒计时显示从35秒递减,此时车辆可以南北方向行驶,此状态持续5秒。
南北亮黄灯倒计时显示从1秒递减,东西亮红灯倒计时显示从30秒递减,此状态持续1秒。
当有急救车通过时东西南北四组信号灯同时亮红灯,持续10秒急救车通过后恢复正常工作。
交通灯发展史
19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。
其中,着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者。
后来,英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由当时英国机械师德·
哈特设计、制造的灯柱高7米,身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯,这是城市街道的第一盏信号灯。
在灯的脚下,一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。
后来在信号灯的中心装上煤气灯罩,它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。
不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭,使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
从此,城市的交通信号灯被取缔了。
直到1914年,在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯,不过,这时已是“电气信号灯”。
稍后又在纽约和芝加哥等城市,相继重新出现了交通信号灯。
随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。
它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。
黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎,他怀着“科学救国”的抱负到美国深造,在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。
一天,他站在繁华的十字路口等待绿灯信号,当他看到红灯而正要过去时,一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过,吓了他一身冷汗。
回到宿舍,他反复琢磨,终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯,提醒人们注意危险。
他的建议立即得到有关方面的肯定。
于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族,遍及全世界陆、海、空交通领域了。
中国最早的马路红绿灯,是于1928年出现在上海的英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,从采用计算机控制到现代化的电子定时监控,交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。
电路原理逻辑框图
交通灯亮灭规律表:
信号灯
状态
东西红灯L1
南北红灯L2
东西黄灯L3
南北黄灯L4
东西绿灯L5
南北绿灯L6
状态1
1
状态2
状态3
闪烁
状态4
状态5
状态6
状态7
状态8
有急救车
控制码表:
控制码
东西南北都亮红灯
03H
东西绿灯亮南北红灯亮
12H
东西黄灯亮南北红灯亮
06H
东西灯全灭南北亮红灯
02H
东西红灯亮南北绿灯亮
21H
东西红灯亮南北黄灯亮
09H
东西红灯亮南北灯全灭
01H
程序流程图
主程序:
中断程序:
应用程序
ASSUMECS:
CODE
CODESEGMENTPUBLIC
ORG100H
START:
MOVAX,0
MOVDS,AX
MOVSI,200H
MOVAX,OFFESTHINT
MOVDS:
[SI],AX
ADDSI,2
MOVDS:
[SI],0100H;
设置中断入口
STI
MOVDX,04B6H;
8255初始化
MOVAL,80H
OUTDX,AL
L1:
CALLSTATE0
PUSHBX
MOVBX,7148H
CALLDELAY1MS
;
东西与南北同时亮红灯并延时29秒,此时南北方向的车辆可以向
左转向东西方向行驶.
CALLSTATE1
MOUBX,07C0H
南北亮红灯,东西亮绿灯,延时20秒,此时东西方向通车.
PUSHCS
MOVCS,0005H
L2:
CALLSTATE1
MOVBX,01F4H
CALLSTATE3
MOVBX,01F4H
LOOPL2
POPCS
南北亮红灯,东西方向绿灯每秒闪烁1次共闪烁5秒
CALLSTATE2
MOUBX,03E4H
南北亮红灯,东西亮黄灯延时1秒
CALLSTATE0
南北东西同时亮红灯并延时29秒,此时东西方向的车辆可以向左
转向南北行驶
CALLSTATE4
MOVBX,07C0H
南北亮绿灯,东西亮红灯并延时20秒,南北方向通车.
L3:
CALLSTATE4
CALLSTATE6
LOOPL3
南北绿灯每秒闪烁1次共闪烁5秒,东西亮红灯
CALLSTATE5
MOVBX,03E4H
南北亮黄灯,东西亮红灯并延时1秒
JMPL1
HINT:
PUSHAX;
急救车通过时的中断程序
PUSHDX
PUSHBX
CALLSTATE0
MOVBX,2710H
POPAX
POPDX
IRET
STATE0:
MOVDX,04B0H
MOVAL,03H;
东西南北同时亮红灯子程序
RET
STATE1:
MOVAL,12H;
东西亮绿灯,南北亮红灯子程序
STATE2:
MOVAL,06H;
东西亮黄灯,南北亮红灯子程序
STATE3:
MOVAL,02H;
东西灯全灭只有南北红灯亮子程序
STATE4:
MOVAL,21H;
东西红灯亮,南北绿灯亮子程序
STATE5:
MOVAL,09H;
东西红灯亮,南北黄灯亮子程序
STATE6:
MOVAL,01H;
东西红灯亮,南北灯全灭子程序
DELAY1MS:
PUSHF;
延时1ms延时子程序
PUSHCX
LP2:
MOVCX,0113H;
晶振为6MHZ时延时1ms设置循环次数
LP1:
PUSHF
POPF
LOOPLP1
DECBX
JNZLP2
POPCX
POPBX
CODEENDS
ENDSTART
总结、分析、体会
在本次实验算是我们的第一次社会调研,其中我们遇到了很多问题,但在本组组员的共同努力下,终于完成了本次实验。
在设计的过程中,我对8051单片机外围电路的设计有了更深刻的认识,掌握了并行口如何输入输出数据,定时器计数器的工作过程,以及中断子程序的使用方法等,也清楚了自己在实践过程中应该注意的问题。
在设计电路时,充分利用了接口芯片8086,8255并行接口芯片,发光二极管等,也就是对这些器件的使用和功能有了更进一步的了解,同时把学到的知识运用到了实际当中去,使知识掌握的更加稳固。
另外,对团对合作有了更进一步的了解。