微機原理課程設(shè)計——交通燈控制系統(tǒng)

1、<p>　　電氣與信息工程系課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　2011/2012學(xué)年上學(xué)期2011年12月20日</p><p>　　教研室主任（簽名） 系（部）主任（簽名） 年 月 日</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著生活水平的提高，家庭汽

2、車擁有量越來越多，城市交通堵塞問題越來越嚴(yán)重，解決城市的交通堵塞問題越來越緊迫。交通燈在這個交通環(huán)境中起著一個重要的角色，是交通管理部門管理交通的重要工具。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路口交通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關(guān)政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通。</p><p>　　現(xiàn)今的交

3、通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集，緩解交通已成為當(dāng)務(wù)之急。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域，具有較高的實用價值。該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達(dá)到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門

4、的負(fù)擔(dān)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 設(shè)計目的1</b></p><p><b>　　2 設(shè)計內(nèi)容1</b></p><p><b>　　3 設(shè)計要求2</b></p><p>　

5、　4 設(shè)計原理與硬件電路2</p><p><b>　　5 程序流程圖5</b></p><p><b>　　程序運行結(jié)果：6</b></p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)與體會7</b></p><p>　　附錄A 程序代碼8</p><p&

6、gt;<b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　1 設(shè)計目的</b></p><p>　　電子課程設(shè)計是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個環(huán)節(jié)。交通燈能保證行人過馬路的安全,控制交通狀況等優(yōu)點受到人們的歡迎，在很多場合得到了廣泛的應(yīng)用。</p>&

7、lt;p>　　交通燈是采用計算機通過編寫匯編語言程序控制的。紅燈停，綠燈行的交通規(guī)則。廣泛用于十字路口,車站, 碼頭等公共場所,成為人們出行生活中不可少的必需品,由于計算機技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用,使得交通燈的功能多樣化,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式交通燈, 交通燈的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了交通燈的功能。諸如閃爍警示、鳴笛警示，時間程序自動控制、倒計時顯示，所有這些，都是以計算機為基礎(chǔ)的。還可以根據(jù)主、次干道的交通狀況的

8、不同任意設(shè)置各自的不同的通行時間?；蛘呓o紅綠色盲聲音警示的人性化設(shè)計。現(xiàn)在的交通燈系統(tǒng)很多都增加了智能控制環(huán)節(jié)，比如對闖紅燈的車輛進行拍照。當(dāng)某方向紅燈亮?xí)r，此時相應(yīng)的傳感器開始工作，當(dāng)有車輛通過時，照相機就把車輛拍下。</p><p>　　要將交通燈系統(tǒng)產(chǎn)品化，應(yīng)該根據(jù)客戶不同的需求進行不同的設(shè)計，應(yīng)該在程序中增加一些可以人為改變的參數(shù)，以便客戶根據(jù)不同的需要隨時調(diào)節(jié)交通燈。因此，研究交通燈及擴大其應(yīng)用，有著非

9、?，F(xiàn)實的意義。</p><p><b>　　2 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　交通燈控制系統(tǒng)</b></p><p>　　利用8253定時器、8255等接口，設(shè)計一電路，模擬十字路口交通燈控制。要求能實現(xiàn)自動控制和手動應(yīng)急控制。</p><p><b>　　具體要求如下：&

10、lt;/b></p><p>　　1)在一個十字路口的一條主干道和一條支干道分別裝上一套紅、綠、黃三種信號燈。</p><p>　　2)在一般情況下，主干道上的綠燈常亮，而支干道總是紅燈。</p><p>　　3)當(dāng)檢測到支干道上來車時，主干道的綠燈轉(zhuǎn)為黃燈，持續(xù)4S后，又變?yōu)?紅燈，同時支干道由紅燈變?yōu)榫G燈。</p><p>　

11、　4）支干道綠燈亮后，或者檢測到主干道上來了三輛車，或者雖未來三輛車，但綠燈已經(jīng)持續(xù)了25秒，則支干道立即變?yōu)辄S燈，同時主干道由紅燈變?yōu)榫G燈。</p><p><b>　　3 設(shè)計要求</b></p><p>　　在Proteus環(huán)境下，結(jié)合課程設(shè)計題目，設(shè)計硬件原理圖，搭建硬件電路</p><p><b>　　軟件設(shè)計</b&

12、gt;</p><p>　　1、采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，可將整個軟件分成若干功能模塊。</p><p>　　2、畫出程序流程圖。</p><p>　　3、根據(jù)流程圖，編寫源程序。</p><p>　　4、在Proteus環(huán)境下，仿真調(diào)試程序</p><p>　　4 設(shè)計原理與硬件電路</p><

13、p>　　要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律。本實驗需要用到實驗箱上八個發(fā)光二極管中的六個，即紅、黃、綠各兩個。不妨將L1（綠)、L2（黃）、L3（紅）做為南北方向的指示燈，將L4（綠）、L5（黃）、L6（紅）做為東西方向的指示燈。而交通燈的亮滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路

14、口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復(fù)上述過程。各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到+5V的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點亮應(yīng)使相應(yīng)輸入端為低電平。在以上的敘述基礎(chǔ)上，本實驗添加了東西方向S2、南北方向S3緊急切換按鈕各一個，當(dāng)緊急按鈕按下時，相應(yīng)方向緊急切換為綠燈，以便特種車輛通行。另外，本實驗以低電平觸發(fā)中斷申請，表示有特種車通過。</p>

15、;<p>　　本實驗中斷處理程序的應(yīng)用，最主要的地方是如何保護進入中斷前的狀態(tài)，使得中斷程序執(zhí)行完畢后能回到交通燈中斷前的狀態(tài)。要保護的地方，除了累加器ACC、標(biāo)志寄存器PSW外，還要注意：一是主程序中的延時程序和中斷處理程序中的延時程序不能混用，本實驗給出的程序中，主程序延時用的是R5、R6、R7，中斷延時用的是R3、R4和新的R5。第二，主程序中每執(zhí)行一步經(jīng)74LS273的端口輸出數(shù)據(jù)的操作時，應(yīng)先將所輸出的數(shù)據(jù)保存到

16、一個單元中。因為進入中斷程序后也要執(zhí)行往74LS273端口輸出數(shù)據(jù)的操作，中斷返回時如果沒有恢復(fù)中斷前74LS273端口鎖存器的數(shù)據(jù)，則顯示往往出錯，回不到中斷前的狀態(tài)。還要注意一點，主程序中往端口輸出數(shù)據(jù)操作要先保存再輸出，例如有如下操作：</p><p>　　MOV A，#0F0H （0）</p><p>　　MOVX @R1，A （1）</p><p>　　M

17、OV SAVE，A （2）</p><p>　　程序如果正好執(zhí)行到（1）時發(fā)生中斷，則轉(zhuǎn)入中斷程序，假設(shè)中斷程序返回主程序前需要執(zhí)行一句MOV A，SAVE指令，由于主程序中沒有執(zhí)行（2），故SAVE中的內(nèi)容實際上是前一次放入的而不是（0）語句中給出的0F0H，顯示出錯，將（1）、（2）兩句順序顛倒一下則沒有問題。發(fā)生中斷時確定方向的綠燈亮10秒，然后返回中斷前的狀態(tài)。</p><p>&

18、lt;b>　　5 程序流程圖</b></p><p>　　6 程序及硬件系統(tǒng)調(diào)試情況</p><p><b>　　程序運行結(jié)果：</b></p><p>　　1 東西路右拐和南北路左拐綠燈點亮5秒，直通到均為紅燈</p><p>　　2 5秒后，黃燈亮3秒鐘，。此時南北方向仍維持紅燈點亮。</p&

19、gt;<p>　　3 東西方向直通，為綠燈，南北 方向紅燈</p><p>　　4 黃燈再亮三秒之后，東西路左拐和南北路右拐綠燈點亮</p><p>　　5 南北方向的黃燈亮3秒鐘后，南北方向直通，延時5秒</p><p>　　6 閉合A口開關(guān)，四個路口全紅燈，表明緊急狀態(tài)。</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)與體會

20、</b></p><p>　　經(jīng)過這兩周的課程設(shè)計, 做關(guān)于交通燈系統(tǒng)設(shè)計,我認(rèn)真查閱資料,學(xué)習(xí)關(guān)于這方面的知識,比如說要了解8086芯片中各個引腳的功能,怎么樣去使用8255這個可編程并行接口芯片，怎么樣使用8253來定時及輸出一定頻率的脈沖以及交通有哪些規(guī)則.在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,又下了一次苦工夫,算是明白了設(shè)計一個系統(tǒng)的過程;也讓我體會到要想成功地設(shè)計某個東西,光學(xué)好專業(yè)知識是不夠的,必須要系統(tǒng)的

21、知識,無論在哪方面都要有個明白的概念,只有這樣才不至于在設(shè)計過程中摸不著頭腦,知道去哪些是需要查的資料,還有一點,我覺得我在芯片編程方面,特別是在初始化方面是我最大的困難,或許是我的匯編語言學(xué)得不夠好,我只能借助參考資料,查每一條指令的作用與功能,這樣一來又鞏固了我的對匯編語言的了解.</p><p>　　而且在設(shè)計中，把死板的課本知識變得生動有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的計算機編譯原理的知識強化，能夠把課堂

22、上學(xué)的知識通過自己設(shè)計的程序表示出來，加深了對理論知識的理解。以前對與計算機操作系統(tǒng)的認(rèn)識是模糊的，概念上的，現(xiàn)在通過自己動手做實驗，從實踐上認(rèn)識了操作系統(tǒng)是如何處理命令的，如何協(xié)調(diào)計算機內(nèi)部各個部件運行，對計算機編譯原理的認(rèn)識更加深刻。</p><p>　　附錄A 程序代碼</p><p>　　A_PORT EQU 200H</p><p>　　B

23、_PORT EQU 202H</p><p>　　C_PORT EQU 204H</p><p>　　CTRL_PORT EQU 206H</p><p>　　CLK0 EQU 100H</p><p>　　CLK1 EQU 102H</p><p>　　C

24、TRL EQU 106H</p><p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　BUF1 DB 09H,11H,21H,12H,0CH,4AH,89H,49H</p><p>　　BUF2 DB 0C5H,0A3H,95H,93H,95H,13H,15H,23H,0H</p><p><b>　　

25、DATA ENDS</b></p><p>　　STACK SEGMENT PARA STACK 'STACK'</p><p>　　DB 100 DUP(?)</p><p>　　STACK ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:C

26、ODE,DS:DATA,SS:STACK</p><p>　　START: MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV AX,STACK</p><p><b>　　MOV SS,AX</b></p><p>　

27、　MOV AL,10010000B</p><p>　　MOV DX,CTRL_PORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV AL,0</b></p><p>　　MOV DX,B_PORT</p><p><b&

28、gt;　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,C_PORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　CALL PLAY</b></p><p>　　LEA SI,BUF1</p><p>　　L

29、EA BX,BUF2</p><p>　　AAA1: MOV CH,[BX]</p><p><b>　　MOV CL,CH</b></p><p>　　AND CL,00001111B</p><p>　　CALL SHOW1</p><p>　　CALL DELAY</p>&

30、lt;p>　　CALL SHOW2</p><p>　　CALL DELAY</p><p><b>　　JMP AAA6</b></p><p>　　AAA4: MOV DX,A_PORT</p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　A

31、ND AL,00000001B</p><p>　　CMP AL,00000000B</p><p><b>　　JNZ AAA7</b></p><p>　　MOV AL,00001001B</p><p>　　MOV DX,B_PORT</p><p><b>　　OUT DX,AL

32、</b></p><p>　　MOV AL,10010000B</p><p>　　MOV DX,C_PORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　JMP AAA4</b></p><p>　　AAA7: MOV

33、DX,A_PORT</p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　AND AL,00000010B</p><p>　　CMP AL,00000000B</p><p><b>　　JNZ AAA4</b></p><p><b>　　C

34、MP CL,0</b></p><p><b>　　JNZ AAA5</b></p><p><b>　　INC SI</b></p><p><b>　　INC BX</b></p><p>　　MOV AL,[BX]</p><p>&l

35、t;b>　　CMP AL,0</b></p><p><b>　　JNZ AAA1</b></p><p><b>　　JMP START</b></p><p>　　AAA5: DEC CL</p><p><b>　　DEC CH</b></p&g

36、t;<p>　　CALL SHOW2</p><p>　　CALL DELAY</p><p>　　AAA6: MOV DX,A_PORT</p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　AND AL,00000010B</p><p>　　CMP AL,

37、00000010B</p><p><b>　　JNZ AAA6</b></p><p><b>　　JMP AAA4</b></p><p>　　SHOW1 PROC</p><p>　　MOV AL,[SI]</p><p>　　MOV DX,B_PORT</p&g

38、t;<p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SHOW1 ENDP</p><p>　　SHOW2 PROC</p><p><b>　　MOV AL,CH</b></p><

39、;p>　　MOV DX,C_PORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　RET </b></p><p>　　SHOW2 ENDP</p><p><b>　　PLAY PROC</b></p><

40、;p>　　MOV AL,00110111B</p><p>　　MOV DX,CTRL</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AX,1000</p><p>　　MOV DX,CLK0</p><p><b>　　OUT DX,AL&l

41、t;/b></p><p><b>　　MOV AL,AH</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　PLAY ENDP</b></p>&l

42、t;p>　　DELAY PROC</p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p>　　MOV CX,0F5FH</p><p>　　LOOP1: LOOP LOOP1</p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>

43、;　　RET</b></p><p>　　DELAY ENDP</p><p><b>　　CODE ENDS</b></p><p><b>　　END START</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>