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微机原理8255实现交通灯.doc

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基于微机原理交通灯的设计
目录
前言…………………………………………………………………………………………
第一章 设计要求与设计方案…………………………………………………
第二章 硬件设计……………………………………………………………………
2.3 重要元件的工作原理
第三章 软件设计……………………………………………………………………
第四章 系统的安装与调试……………………………………………………
4.1 安装过程
4.2 调试过程
第五章 设计体会与小结…………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………………
前言
第一章 设计要求与设计方案
设计中要使用8259中断控制器、8255A可编程并行接口实现对南北、东西方向交通的分别计时
城市十字交叉路口红绿灯控制系统主要负责控制东西走向和南北走向的红绿灯的状态和转换顺序,关键是各个状态
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,东西方向的黄灯闪烁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.东西方向的黄灯闪烁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6
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。
2.4重要元件的工作原理
8255A的工作原理
第三章 软件设计
第四章 系统的安装与调试
4.1安装过程
4.2 调试过程
第五章 设计体会与小结
参考资料
[2]《微机原理里与接口技术》(第2版) 彭虎、周佩玲、傅忠谦编著 电子工业出版社 2008.
宿迁学院 《微机原理与接口技术》课程设计 题 目: 交通灯系统设计 学院(系): 年级专业: 学 号: 学生姓名: 指导教师:
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 课程设计任务书 学生姓名: 王秋曼 专业班级:通信工程 1 班 指导教师: 张兵 工作单位: 基于微机原理交通灯的设计 摘 要 随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关 系的和谐,已成为交通治理部分须要解决的主要问题之一。城市交通节制系统是 用于城市交通数据监测、交通讯号灯把持与交通劝导的盘算机综合治理体系,它 是现代城市交通监控指挥体系中最主要的组成部分。 随着城市灵活车量的不断增添,很多大城市如北京、上海、南京等呈现了交通超 负荷运行的情形,因此,自 80 年代后期,这些城市纷纭修建城市高速道路,在高速 途径建设完成的初期,它们也曾有效地改良了交通状态。然而,随着交通量的快速 增加和缺少对高速道路的系统研讨和掌握,高速道路没有充足施展出预期的作 用。而城市高速道路在结构上的特色,也决议了城市高速途径的交通状态必定受 高速道路与普通途径耦合处交通状态的制约。所以,如何采取适合的控制方式, 最大限度应用好消耗巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边 地域的交通拥堵状况,越来越成为交通运输治理和城市计划部分亟待解决的重要 问题。为此,本次课程设计就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计盘算和试验 调试等问题来进行具体剖析讨论。
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 目录 前言………………………………………………………………………………………… 第一章 设计要求与设计方案………………………………………………… 1.1 交通灯的功能与要求 1.2 交通灯的实现方法 第二章 硬件设计…………………………………………………………………… 2.1 交通灯的硬件系统 2.2 中断电路设计 2.3 重要元件的工作原理 第三章 软件设计…………………………………………………………………… 3.1 主程序流程图 3.2 交通灯主程序设计 第四章 系统的安装与调试…………………………………………………… 4.1 安装过程 4.2 调试过程 第五章 设计体会与小结………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………………
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 前言 十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令,是司机和行人的行为准则。十字 道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前,国内大多数城 市正在采用“自动”红绿交通灯,它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔,并自 动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示 灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中,通常要么东西、南北 两方向各 50 秒;要么根据交通规律,东西方向 60 秒,南北方向 40 秒,时间控 制都是固定的。交通灯的时间控制显示,以固定时间值预先“固化”在单片机中, 每次只是以一定周期交替变化。但是,实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复 杂的,是高度非线性的、随机的,还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常 造成道路有效应用时间的浪费,出现绿灯方向车辆较少,红灯方向车辆积压。它 不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化,其最大的缺陷就在于当路况发生变 化时,不能满足司机与路人的实际需要,轻者造成时间上的浪费,重者直接导致 交通堵塞,导致城市交通效率的下降。 目前,有一种使用“模糊控制”技术控 制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况,自动判断红绿灯 时间间隔,以保证最大车流量,减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制,能 用数字显示器显示当前灯色剩余时间,以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作, 及时停车或启动。
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 第一章 设计要求与设计方案 1.1 交通灯的功能与要求 设计中要使用8259中断控制器、8255A可编程并行接口实现对南北、东西方 向交通的分别计时、分别控制,设计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。 城市十字交叉路口红绿灯控制系统主要负责控制东西走向和南北走向的红 绿灯的状态和转换顺序,关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时,正 是基于以上考虑,按照设计要求设计如下: 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,东西方向的黄灯闪烁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.东西方向的黄灯闪烁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,转为南北方向的黄灯闪烁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.南北方向的黄灯闪烁5秒钟后转为东西方向放行1分钟。如此循环重复。 1.2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、21H 8255A 的端口地址为:端口 A-60H、端口 B-61H、端口 C-62H、控制端口-63H
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 3、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 0-4(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 第二章 硬件设计 2.1 交通灯的硬件系统 AEDK8688ET 教学实验机是在 8688T 和 8688T1 微机教学实验机的基础上, 结合仿真技术开发而成,是集实验、开发、自诊断等功能于一体的高新技术实验 系统。该系统自带微处理器、键盘、数码管、监控程序和自诊断程序,提供 ISA 总线接口缓冲驱动卡,具有独立运行(不须 PC 机|)、串行监控和 ISA 总线三种 运行方式:可在这三种工作模式配置方式下工作 本实验系统用接线方法,组成一个实验模块,或组成一个综合实验模块。为 了让学生能掌握微机外围接口技术的原理,我们留下了一些外围接口线和主要的 信号线让学生们自己动手连线,例如:A/D 转换输入线,片选信号,时钟信号等。 2.2 中断电路设计 用8259A来设计中断电路 1、数据总线缓冲器:8259A 与系统数据总线的接口,是 8 位双向三态缓冲器。 CPU 与 8259A 之间的控制命令信息、状态信息以及中断类型信息,都是通过缓冲 器传送的。 2、读/写控制逻辑:CPU 通过它实现对 8259A 的读/写操作。 3、级连缓冲器:用以实现 8259A 芯片之间的级连,使得中断源可以由 8 级扩 展至 64 级。 4、控制逻辑电路:对整个芯片内部各部件的工作进行协调和控制。 5、中断请求寄存器 IRR:8 位,用以分别保存 8 个中断请求信号,当响应的 中断请求输入脚有中断请求时,该寄存器的相应位置 1。 6、中断屏蔽寄存器 IMR:8 位,相应位用以对 8 个中断源的中断请求信号进 行屏蔽控制。当其中某位置“0“时,则相应的中断请求可以向 CPU 提出;否则, 相应的中断请求被屏蔽,即不允许向 CPU 提出中断请求。该寄存器的内容为 8259A 的操作命令字 OCW1,可以由程序设置或改变。 7、中断服务寄存器 ISR:8 位,当 CPU 正在处理某个中断源的中断请求时,
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 ISR 寄存器中的相应位置 1。 8、用以比较正在处理的中断和刚刚进入的中断请求之间的优先级别,以决 定是否产生多重中断或中断嵌套。 8259:采用边沿触发,没有级联,利用 IRQ7 号中断 k1 IRQ7号中断 18 19 20 21 22 23 24 25 U3 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 CAS[0..2] 8259 D[0..7] CS WR RD A0 SP/EN INT INTA 1 2 3 27 16 17 26 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。 2.4重要元件的工作原理 8255A的工作原理 1、8255A 的内部结构: 1)数据总线缓冲器:这是一个双向三态的 8 位数据缓冲器,它是 8255A 与微 机系统数据总线的接口。输入输出的数据、CPU 输出的控制字以及 CPU 输入的状 态信息都是通过这个缓冲器传送的。 2)三个端口 A,B 和 C:A 端口包含一个 8 位数据输出锁存器和缓冲器,一个
《微机原理与接口技术》课程设计-交通灯 8 位数据输入锁存器。B 端口包含一个 8 位数据输入/输出锁存器和缓冲器,一个 8 位数据输入缓冲器。C 端口包含一个 8 位数据输出锁存器和缓冲器,一个 8 位 数据输入缓冲器(输入没有锁存器)。 3) A 组和 B 组控制电路:这是两组根据 CPU 输出的控制字控制 8255 工作方 式的电路,它们对于 CPU 而言,共用一个端口地址相同的控制字寄存器,接收 CPU 输出的一字节方式控制字或对 C 口按位复位字命令。方式控制字的高 5 位决 定 A 组的工作方式,低 3 位决定 B 组的工作方式。对 C 口按位复位命令字可对 C 口的每一位实现置位或复位。A 组控制电路控制 A 口和 C 口上半部,B 组控制电 路控制 B 口和 C 口下半部。 4)读写控制逻辑:用来控制把 CPU 输出的控制字或数据送至相应端口,也由 它来控制把状态信息或输入数据通过相应的端口送到 CPU。 2、引脚信号 8255A 的引脚如图所示,分为数据线、地址线、读/写控制线、输入/输出 端口线和电源线。 D7~D0(data bus):三态、双向数据线,与 CPU 数据总线连接,用来传送数据。 (chip select):片选信号线,低电平有效时,芯片被选中。 A1, A0(port address):地址线,用来选择内部端口。 (read):读出信号线,低电平有效时,允许数据读出。
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