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.docx

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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

辽宁工程技术大学

实验报告

实验项目：

微机原理与接口技术

实验中心（室）名称：

微机原理与应用实验室

实验名称：

有急救车的交通灯控制实验

院（系、部）：

电气与控制工程学院专业班级：

姓名：

学号：

同组学号：

2008年12月16日

有急救车的交通灯控制实验

一.实验目的

1.学习掌握多个接口芯片综合应用方法。

2.学习中断技术的基本使用方法。

3.学习模拟交通灯控制的实现方法。

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

1

0

0

0

0

状态2

0

1

0

0

1

0

状态3

0

1

0

0

闪烁

0

状态4

0

1

1

0

0

0

状态5

1

1

0

0

0

0

状态6

1

0

0

0

0

1

状态7

1

0

0

0

0

闪烁

状态8

1

0

0

1

0

0

有急救车

1

1

0

0

0

0

控制码表：

状态

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

电路原理逻辑框图

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

PUSHBX

MOUBX,07C0H

CALLDELAY1MS

;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

PUSHBX

MOVBX,01F4H

CALLDELAY1MS

CALLSTATE3

PUSHBX

MOVBX,01F4H

CALLDELAY1MS

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

PUSHBX

MOUBX,03E4H

CALLDELAY1MS

;南北亮红灯，东西亮黄灯延时1秒

CALLSTATE0

PUSHBX

MOVBX,7148H

CALLDELAY1MS

;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

PUSHBX

MOVBX,07C0H

CALLDELAY1MS

;南北亮绿灯，东西亮红灯并延时20秒,南北方向通车.

PUSHCS

MOVCS,0005H

L3:

CALLSTATE4

PUSHBX

MOVBX,01F4H

CALLDELAY1MS

CALLSTATE6

PUSHBX

MOVBX,01F4H

CALLDELAY1MS

LOOPL3

POPCS

;南北绿灯每秒闪烁1次共闪烁5秒，东西亮红灯

CALLSTATE5

PUSHBX

MOVBX,03E4H

CALLDELAY1MS

;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

CALLDELAY1MS

POPAX

POPDX

IRET

STATE0:

MOVDX,04B0H

MOVAL,03H;东西南北同时亮红灯子程序

OUTDX,AL

RET

STATE1:

MOVDX,04B0H

MOVAL,12H;东西亮绿灯,南北亮红灯子程序

OUTDX,AL

RET

STATE2:

MOVDX,04B0H

MOVAL,06H;东西亮黄灯,南北亮红灯子程序

OUTDX,AL

RET

STATE3:

MOVDX,04B0H

MOVAL,02H;东西灯全灭只有南北红灯亮子程序

OUTDX,AL

RET

STATE4:

MOVDX,04B0H

MOVAL,21H;东西红灯亮,南北绿灯亮子程序

OUTDX,AL

RET

STATE5:

MOVDX,04B0H

MOVAL,09H;东西红灯亮,南北黄灯亮子程序

OUTDX,AL

RET

STATE6:

MOVDX,04B0H

MOVAL,01H;东西红灯亮,南北灯全灭子程序

OUTDX,AL

RET

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

POPF

RET

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。