交通灯设计报告1

武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计1目录前言······················································································2第一章交通灯系统的设计要求与设计方案···································31.1交通灯方案的论证与比较························································31.2交通灯的功能与要求·····························································31.3交通灯设计方案的确定··························································4第二章交通灯系统的硬件设计··················································52.1交通灯的硬件框图·······························································52.2中断电路设计····································································62.3模拟交通灯显示电路·····························································62.4输入、输出显示电路设计························································72.5开关手动控制电路设计··························································72.6系统总电路图····································································7第三章交通灯系统的软件设计··················································73.1主程序流程图····································································73.2交通灯主程序设计·······························································8第四章交通灯系统的安装与调试··············································114.1硬件调试········································································114.2软件调试········································································114.3调试过程········································································11第五章设计体会与小结··························································115.1总结设计体会与心得····························································11附录·····················································································12一部分源程序与参考文献······························································12二系统硬件原理图·····································································12武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计2前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。交通灯能保证行人过马路的安全,控制交通状况等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。红灯停，绿灯行的交通规则。广泛用于十字路口,车站,码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯,交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。。因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义。武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计3第一章交通灯的设计要求与设计方案1.1方案的论证与比较交通灯的实现方法1）．用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口自定），2）.用实验箱中的一个开关向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断，以实现人们想要的交通灯工作状况。3）1：实验系统8253定时计数器可以实现电路延时60秒与闪烁5秒红绿灯条变的时间设定。2：调用延时函数来控制60秒的延时工作和5秒闪烁工作4）.用实验系统的发光二极管模拟红绿灯定时采用软硬件相结合的方式实现。。5）.芯片选择及端口选择1、8255A：实现对信号灯红—绿—黄自动转换的控制。8259A：实现在特殊情况下让信号灯全红的控制。2、8259A的端口地址为：20H、21H8255A的端口地址为：端口A-60H、端口B-61H、端口C-62H、控制端口-63H3、8253的端口地址为：计数器0-40H、计数器1-41H、计数器2-42H、控制寄存器0-43H。（由于试验箱原因，没用到）6）.用上面所选芯片以及外围电路实现交通灯的功能1.2交通灯的功能与要求该课程设计要求采用定时加中断控制的方式进行,对两个方向车辆的通行时间分别计时,可随意进行更改双向的通行时间。具体要求如下：1）．东西方向车辆放行60秒钟。即东西方向绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟；2）．1分钟后，东西方向的红（绿）灯闪烁5秒钟，以警示车辆将切换红绿灯。此时南北方向仍维持红灯点亮。3）．东西方向的红（绿）灯闪烁5秒钟后，转为南北方向放行60秒钟。即东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮60秒钟；4)．南北方向放行60秒钟后，转为南北方向的红（绿）灯闪烁5秒钟，以警示将切换红绿灯。此时东西方向仍维持红灯点亮。5)．南北方向的红（绿）灯闪烁5秒钟后转为东西方向放行1分钟。如此循环重复。附：扩展功能：可以在交通堵塞或紧急情况下，自动控制环节可以随时跳入手动环节，实现人工操作，可以人工控制红绿灯的变化，并且可以随时返回到自动控制环节。武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计41.3设计方案的确定1）编程软件选择本实验在唐都实验箱上进行，并且是通过wnd86软件进行编辑、编译、连接、加载运行程序，所以选用此软件编写程序，并下载到试验箱运行调试及观察程序实现的功能。2）芯片的选择用8255作为数据的输入输出电路，A口输出，接发光二极管。B口输入，接开关控制电路。而定时电路主要芯片8253，由于试验箱上的管脚使用的限制，没有使用。选择了软件延时，让计算机执行循环语句来达到延时的目的。可根据需要保持的时间来自由设置循环次数。3）用按键KK1接8259的IRQ7端口做中断控制电路。4）用开关K7加上中断按键KK7联合使用用来形成可以自由改变交通灯工作方式的电路模块，即人工设置。武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计5第二章交通灯系统的硬件设计2.1（1）硬件电路设计8255A方式选择控制字：各芯片主要管脚的功能如下：8255A：采用A都输出，B口输入控制方式PA0:接东西方向的红灯，其中1表示暗，0表示亮PA1:接南北方向的红灯，其中1表示暗，0表示亮PA2:接东西方向的绿灯，其中1表示暗，0表示亮PA3:接南北方向的绿灯，其中1表示暗，0表示亮PC4:和8253GATE2端相连，为时器2的门控型号PA0~PA1:可接两个红色放光二极管PA2~PA3:可接两个绿色放光二极管状态1：PA0~PA3—1001状态2：PA0~PA3—闪001状态3：PA0~PA3—0110状态4：PA0~PA3—0闪01状态5：PA0~PA3—1001PB0~PB7端口，接开关接口K0~K7,用来实现手动控制。8259：采用边沿触发，没有级联，利用IRQ7号中断武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计6交通灯的硬件框图框图如下：图1--数字钟硬件框图2.2中断电路设计IR018IR119IR220IR321IR422IR523IR624IR725INT17INTA26CS1WR2RD3A027SP/EN16D[0..7]CAS[0..2]U38259IRQ7号中断k1对8259初始化后，当KK1按下，产生中断信号，程序立即跳转并执行中断。2.3．模拟交通灯显示电路发光二极管显示电路人工控制电路K7人工控制下的输入电路中断电路82598086CPU中心控制系统武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计7D1LED-REDD2LED-GREEND4LED-GREEND7LED-RED东西南北VCC红绿东西南北R11kR21kR31kR41k2.4输入、输出显示电路设计D034D133D232D331D430D529D628D727RD5WR36A09A18RESET35CS6PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710U28255AD1LED-REDD2LED-GREEND4LED-GREEND7LED-RED东西南北VCC红绿东西南北k0k1k2k3k7R11kR21kR31kR41kk4k5k6用8255作输入、输出显示电路，A口为输出口，B口为输入口。4个红、绿发光二极管代表东南西北各方向的红绿交通灯。由于同一方向红绿灯的情况一致，这里分别用一个红、绿二极管表示，2.5开关手动控制电路设计通过电平比较的方式查询PB7管脚电平变化，进入相应的的程序，当它为高电平‘1’时，进入人工控制程序，为低电平‘0’时，进入自动循环控制。按下中断按键，并判断PB7管脚输入为高电平时，进入人工控制程序，可通过B端口的开关K0、K1、K2、K3任意设置，再读取B口状态，以应对突发的交通状况与交通事故。2.6系统总电路图武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计8D034D133D232D331D430D529D628D727RD5WR36A09A18RESET35CS6PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC31