《微機原理與接口技術》課程設計-交通燈系統(tǒng)設計

1、華夏學院微機原理與接口技術課程設計題 目： 交通燈系統(tǒng)設計 學院（系）： 信息工程系 年級專業(yè)： 自動化1073班 學 號： 學生姓名： r r 指導教師： r r 課程設計任務書學生姓名： 專業(yè)班級： 自動化1073 指導教師： 工作單位： 題 目:交通燈系統(tǒng)設計 初始條件：1 運用所學的微機原理和接口技術知識；2 微機原理和接口技術實驗室的實驗箱設備。要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求以及說明書撰寫等具要求）該課程設計要求采用定時加中斷控制的方式進行,對兩個方向車輛的通行時間分別計時,可隨意進行更改雙向的通行時間。具體要求如下：1東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向綠燈

2、和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；21分鐘后，東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。 3東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行60秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮60秒鐘； 4南北方向放行60秒鐘后，轉為南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。 5南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后轉為東西方向放行1分鐘。如此循環(huán)重復。 6.嚴格按照課程設計說明書要求撰寫課程設計說明書。時間安排：序號階 段 內 容所需時間（天）1設計思路、原理電路設計12編程,調試33撰寫課程設計報告1合 計5指導教師簽

3、名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日基于微機原理交通燈的設計 摘 要城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。本系統(tǒng)是一個在PC機中用軟件模擬交通燈控制電路的一個屏顯系統(tǒng)，才用匯編語言在CRT顯示環(huán)境下實現(xiàn)，界面簡單明了，能夠實現(xiàn)簡單交通燈的模擬。運用所學的微機原理和接口技術知識完成交通燈系統(tǒng)。通過硬件與軟件的結合，用我們剛剛學過的匯編語言編寫程序模擬分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的交通燈控制系統(tǒng)的硬件、軟件

4、電路設計方案。該系統(tǒng)適用于單主干道的十字路口，?，F(xiàn)假定其主干道為東西方向，次干道為南北方向?？呻S意進行更改雙向的通行時間，該功能能實現(xiàn)加中斷控制和手動控制的方式進行,紅綠燈切換時有閃爍功能以警示車輛和行人將進行紅綠燈切換。當有交通堵塞或緊急狀況時可進行中斷手動控制，使交通安全與交通流暢度得以保證。關鍵詞： 交通燈，匯編語言， CRT， PC目錄前言 第一章 交通燈系統(tǒng)的設計要求與設計方案1.1 交通燈方案的論證與比較1.2 交通燈的功能與要求1.3 交通燈設計方案的確定第二章 交通燈系統(tǒng)的硬件設計2.1 交通燈的硬件框圖2.2 狀態(tài)顯示電路設計2.3 中斷電路設計第三章 交通燈系統(tǒng)的軟件設計3

5、.1 主程序流程圖3.2 中斷控制功能程序設計3.3 交通燈主程序設計第四章 交通燈系統(tǒng)的安裝與調試4.1 硬件調試 4.2 軟件調試4.3 調試過程第五章 設計體會與小結 5.1 總結設計體會與心得附錄前 言電子課程設計是電子技術學習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用。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,由于計算機技術的成熟與廣泛應用,

6、使得交通燈的功能多樣化,遠遠超過老式交通燈, 交通燈的數(shù)字化給人們生產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的。還可以根據主、次干道的交通狀況的不同任意設置各自的不同的通行時間。或者給紅綠色盲聲音警示的人性化設計?，F(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。當某方向紅燈亮時，此時相應的傳感器開始工作，當有車輛通過時，照相機就把車輛拍下。要將交通燈系統(tǒng)產品化，應該根據客戶不同的需求進行不同的設計，應該在程序中增加一些可以人為改變的參數(shù)，以便客戶根據不同的需要隨時調節(jié)交通燈。因

7、此，研究交通燈及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。第一章 交通燈系統(tǒng)的設計要求與設計方案1.1 方案的論證與比較 交通燈系統(tǒng)的實現(xiàn)方法 本次課設中的延時程序可以采用多種方法來實現(xiàn)：1)運用軟件程序來實現(xiàn)60s的延時，要是延時精確必須要使程序中的循環(huán)次數(shù)計算精確。2）采用軟件加硬件的方法實現(xiàn)60s延時，可以利用8253芯片的定時功能實現(xiàn)毫秒級的延時再通過循環(huán)程序來達到本次課設需求的60s延時。本次是選用軟件程序來實現(xiàn)延時功能的。1.2 交通燈系統(tǒng)的功能與要求1） 東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘。2）1分鐘后，東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅

8、綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。3）東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行60秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮60秒鐘。4）南北方向放行60秒鐘后，轉為南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。5）南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后轉為東西方向放行1分鐘。如此循環(huán)重1.3 設計方案的確定1）芯片的選擇由于8255A芯片是一種通用的可編程并行I/O接口芯片，具有三個帶鎖存或緩沖的數(shù)據端口，可與外設并行進行數(shù)據交換，通用性強，使用靈活，因此選用8255A芯片。8259A可編程中斷控制器可為CPU處理8級向量優(yōu)先中斷，故本次課設選用82

9、59A芯片進行中斷控制。aA：實現(xiàn)對信號燈紅綠自動轉換的控制。 8259A：實現(xiàn)在特殊情況下讓信號燈全紅的控制。b59A的端口地址為：20H、21H 8255A的端口地址為：端口A-60H、端口B-61H、端口C-62H、控制端口-63H片選信號引腳連接：2）交通燈狀態(tài)變換電路交通燈狀態(tài)變換電路可直接選用實驗箱上的紅綠發(fā)光二極管來實現(xiàn)。3） 中斷電路選用8259芯片，通過中斷程序對十字路口出現(xiàn)的緊急情況進行中斷控制。第二章 交通燈系統(tǒng)的硬件設計2.1 交通燈系統(tǒng)的硬件框圖框圖如下：第三章 交通燈系統(tǒng)的軟件設計 軟件的設計的重點在于通過對8255A的B端口賦值來控制發(fā)光二極管的狀態(tài)變 化3.1

10、程序流程圖狀態(tài)0 PB=B東西綠燈亮南北紅燈亮延時10s東西方向紅燈閃爍5s狀態(tài)1PB=B東西紅燈亮南北綠燈亮延時10s南北方向紅燈閃爍5s8255初始化B口為輸出口IRQ7中斷服務處理東西南北方向的紅燈亮延時10s關中斷返回3.2 中斷控制功能程序設計IRQ7: MOV DX,MY8255_A ； MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED1 MOV AL,20H OUT 20H,AL CLI IRET3.3交通燈主程序設計MY8255_A EQU 60HMY8255_B EQU 61HMY8255_C

11、 EQU 62HMY8255_CON EQU 63HCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: CLIMOV DX,MY8255_CONMOV AL,82H OUT DX,AL PUSH DS ;保存數(shù)據段 MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ7 MOV SI,003CH MOV SI,AX MOV AX,CS MOV SI,003EH MOV SI,AX POP DS CLI IN AL,21H AND AL,7FH OUT 21H,AL STIMOV DX,MY8255_A ;放初值 MOV AL,003H OUT DX

12、,AL MOV DX,MY8255_C ;MOV AL,00CH OUT DX,ALCALL DELAYED1 ;延時10s MOV BX,6H L1: MOV DX,MY8255_A MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED2 ;跳5s MOV DX,MY8255_A MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED2 DEC BX JNZ L1 ;閃爍5秒 MOV DX,MY8255_A MOV AL,B OUT D

13、X,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED1 MOV BX,6H L2: MOV DX,MY8255_A MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED2 MOV DX,MY8255_A MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED2 DEC BX JNZ L2 JMP STARTIRQ7: MOV DX,MY8255_A ；中斷服務程序，出現(xiàn)緊急情況 MOV

14、AL,B OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAYED1 MOV AL,20H OUT 20H,AL CLI IRET；延時程序DELAYED1: MOV AX,30 L3: MOV CX,0FFFFH LOOP $ DEC AX JNZ L3 RET DELAYED2:MOV CX,0FFFFH ； LOOP $ RET CODE ENDS END START第四章 交通燈系統(tǒng)的安裝與調試4.1 硬件調試 按電路圖連接好電路，運行程序后觀察發(fā)光二極管是否亮，按下中斷開關時能否產生中斷。 4.2 軟件調試 將寫好的源程序在仿

15、真軟件上仿真以后，連接好電路，觀察現(xiàn)象。經過多次調試后達到了設計要求。4.1 調試過程硬件調試的時候，與發(fā)光二極管相連的端口選擇不對，導致發(fā)光二極管不能正常工作，通過查找8255A的控制字更改與發(fā)光二極管相連的端口。軟件調試時，發(fā)光二極管不能設計要求進行狀態(tài)轉換，首先是所有的全亮，原因是有一段程序有誤，其次就是發(fā)光二極管不能按照設計要求進行狀態(tài)轉換，出現(xiàn)亂跳的現(xiàn)象，紅燈不能閃爍或不能閃爍5次；延時程序調用不正確出現(xiàn)亂碼； 開始時整個程序的設計思路不是很完善，交通燈的狀態(tài)轉換不是很明朗。第五章 設計體會與小結5.1 總結設計體會與心得 機原理課程設計-交通燈的控制，是個與實際聯(lián)系很緊密的課題，綜

16、合應用了微機學習的各方面知識，體現(xiàn)了匯編語言作為計算機領域的主要語言在解決實際問題方面表現(xiàn)出了優(yōu)越之處，也使理論知識的學習得到了更深的理解和應用。這次主要是用8255A芯片來完成設計要求的，學習的時候對8255的結構、引腳及功能不是很清除，剛開始拿到這個課題時真不知如何下手，經過分析、查閱相關資料大致明白設計要點，通過流程圖的繪制，按照流程一步步來分步設計，使問題得到了解決。由于匯編語言學的不是很好，對端口的使用下了一番苦功夫，因此，這次的課程設計也是對自己微機匯編語言學習的補缺及提升。學習的目的在于應用，縱使專業(yè)理論知識學的再好，不能有效的用到實際問題中去，也就無法把知識轉化成自己的東西。由

17、于對8253定時器的功能不太熟悉，所以這次設計的不足之處是，用用軟件延時（通過指令執(zhí)行的次數(shù)）來實現(xiàn)延時要求的，但執(zhí)行一條指令的具體時間很難去計算，因此只是大致達到了延時時間，不是很精確。 若用8253定時器來控制延時時間，應該可以得到比較精確的時間。這也激勵自己今后對微機知識的學習要有更高的要求?？傊?，這次的微機課程設計感覺收獲還是比較多的，重要的是使自己學習的知識得到了應用，暴露的不知之處今后需要倍加注意。附錄一 部分源程序與參考文獻 1.微機原理里與接口技術(第2版) 彭虎編著 電子工業(yè)出版社 2. 尹建華，微型計算機原理與接口技術，北京：高等教育出版社，20033. 劉樂善，微型計算機接口技術及應用，湖北：