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1、下载可编辑成绩 南京工程学院通信工程学院课程设计说明书(论文)题 目 交通信号灯模拟控制系统设计 课 程 名 称 微机原理及接口技术 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 指 导 教 师 设计起止时间：2013年12月23日至2013年12月27日 目 录1.概述31,1背景31.2设计目标3. 设计分析42.1电路接线方案42.2模块分析42.3设计流程说明53设计实现53.1硬件设计53.2软件设计84.调试结果135.心得体会156参考文献151. 概述1,1背景在实际生活中，交通信号灯控制着交通的秩序安全。本次微机原理课程设计就是利用STAR ES598PCI实验仪的
2、硬件资源设计一个“带时间显示的交通灯模拟控制系统”。所有输入该装置的信号采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关输入，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。1.2设计目标本次设计主要是实现对十字路口交通信号灯的控制而进行的编程，用8255A的A口控制东西方向的交通灯，用8255A的B口控制南北方向的交通灯。当程序正常运行时，依次为东西方向的绿灯亮25s和南北方向的红灯亮30s，东西方向的绿灯亮25s后东西方向的黄灯闪烁5s，随后东西方向的红灯亮20s和南北方向的绿灯亮15s，南北方向的绿灯亮15s后南北方
3、向的黄灯闪烁5s，之后同理往复循环。用8255A的C口控制紧急情况时东西、南北方向的红、黄、绿灯的亮灭，紧急情况下，东西、南北方向均为红灯，同时另有一红灯闪烁。通过读C口输入的数据并进行测试查询，从而对紧急情况进行及时处理。用LED（发光二极管）模拟信号灯，8255A实现对信号灯的控制（PC0PC6分别接D0D6），8253的计数器2实现基本单位定时（如10ms）信号的输出；再用8255A的PA口查询定时信号的变化，并统计脉冲数，以实现30s、20s和5s的定时。交通信号灯设计充分利用了可编程的并行接口芯片8255A各引脚的功能，选定工作方式5，通过改变控制字来实现交通信号灯的状态转换。另外，
4、通过调用延时子程序来实现交通信号灯某一状态的持续，调用循环子程序来实现对交通信号灯状态循环的控制，通过控制开关来实现紧急情况下各路口红灯全亮的功能。综合各部分功能来实现较为完善的程序，运行程序来模拟交通信号灯的控制。. 设计分析根据设计目标用A道代表东西方向，B道代表南北方向。交通灯可自己循环，也可通过控制开关来固定控制其放行状态。2.1电路接线方案 交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255-PA输出控制：见下表。带时间显示的交通信号灯模拟控制系统 8255A输入/输出信号一览表8255-PB输出方式PCH输入方式8255-PA输出方式PCL输出方式引脚输出信号引脚输入信号引脚输出
5、信号引脚输出信号PB7驱动数码管字型PC7K7PA7紧急车辆闪光PB6PC6K6PA6东西红灯PB5PC5K5PA5东西黄灯PB4PC48253-OUT2PA4东西绿灯PB3PA3PC3PB2PA2南北红灯PC2PB1PA1南北黄灯PC1PB0PA0南北绿灯PC0数码管的位码选择注： 8255-PA输出方式可根据实验设备红绿黄灯具体位置改变。 采用软件延时，则8255的PC4不用接8253-OUT2。数码管的位码选择 。 2.2模块分析2.2.1 定时模块用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GATE2接高电平，OUT2接8255-PC4。主程序通过查询8
6、255-PC4的状态，获知准确的定时信息。2.2.2工作状态根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：状态0：K5、K6、K7均断开（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B道交替通行；状态3：K7闭合，有紧急车辆通行。2.3设计流程说明（1）主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。（2）常用的工作状态0是A、B
7、道交替通行，一个周期用时50秒。用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到100循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第125秒，A道绿灯、B道红灯；第2530秒，A道黄灯闪烁、B道红灯；第3045秒，A道红灯、B道绿灯；第4550秒，B道黄灯闪烁、A道红灯。（3）工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。（4）时间显示采用实验仪的数码管显示。只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=30-CNT0/2，B道显示数=50-CNT0/2。参考流程图2。（5）如果用2个数码显示器分别显示
8、A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42来确定。3设计实现3.1硬件设计相关外设原理及接线图：3.1.1 B2区：逻辑笔逻辑笔：测试接口，输入测量信号绿灯(DS13)：高电平点亮红灯(DS14)
9、：低电平点亮两灯同时亮：频率信号3.1.2 B2区：频率发生器频率发生器电路原理图4M：输出4MHZ频率信号，其他端口输出的信号频率与端口下标识的数值一致。3.1.3 8255A电路S：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号；JP52： PC口；JP53： PB口；JP56： PA口。CA3.1.4 8253电路CS：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号；3.2软件设计3.2.1 程序流程图3.2.1源程序清单.MODEL TINYCOM_ADDR EQU 0B003HT0_ADDR EQU 0B000HT1_ADDR EQU 0B001HT2_ADDR EQU 0B002HCOM_
10、ADD EQU 0F003HPA_ADD EQU 0F000HPB_ADD EQU 0F001HPC_ADD EQU 0F002H.STACK 300.DATALED_DATA DB 10111101B；东西红灯，南北黄亮 DB 11101011B；东西绿灯，南北红灯 DB 11011011B；东西黄亮，南北红灯 DB 10111110B；东西红灯，南北绿灯 DB 00111011B；东西红灯，南北红灯，紧急车辆闪光亮 DB 10111011B；东西红灯，南北红灯，紧急车辆闪光灭 DB 11111011B；东西红灯，南北黄灭 DB 10111111B；东西黄灭，南北红灯SHUMA DB 001
11、11111B；数字0 DB 00000110B；数字1 DB 01011011B；数字2 DB 01001111B；数字3 DB 01100110B；数字4 DB 01101101B；数字5 DB 01111101B；数字6 DB 00000111B；数字7 DB 01111111B；数字8 DB 01101111B；数字9CNT0 DB ?CNT3 DB ?.CODESTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,COM_ADD；8255A初始化 MOV AL,88H ；写入控制字 OUT DX,AL MOV DX,COM_ADDR；8253初始化 MOV AL,0B0H ；写入控制字 OUT DX,AL MOV DX,PC_ADD ；位码选择 IN AL,DX AND AL,0FEH OR AL,01H OUT DX,AL MOV CNT0,0 MOV CNT3,0LP: CALL DL500ms
