前 言
随着计算机科学技术的不断发展,微型计算机得到了广泛的应用,是人们利用计算机设计和开发各种应用系统的基础。
同时微型计算机接口技术也是一门实践性较强的课程, 理论与实践相结合可以更好的掌握知识,这也是这次交通灯系统控制的设计目的。
交通灯是交通安全的关键,已广泛应用于城乡的十字路口,它的有无作为交通安全检查的重要依据,是交通秩序正常进行的有力保障。
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。
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。
本次的交通灯控制系统主要由8255A并行口、8253定时/计算器、8259单极中断控制器以及74LS139译码器实验等芯片组成。
整个课程设计主要使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。
主要包括以下五个方面:1.课程设计题目名称;2.课程设计要求完成的任务;3.系统设计文档(包括了总体设计、详细设计以及程序设计等文档);4、课程设计总结 ;5.参考文献
本次课程设计以固定的程序实现对交通灯实行控制,没有实现智能化,但智能化是交通控制系统是交通控制系统发展的必然趋势,也是满足日益发展的社会需要。
通过本次的课程设计,更好的学习微机接口的应用技术,使我们将课堂所学到的知识和实践有机结合起来,初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法,提高分析和解决实际问题的能力。
由于时间仓促和水平所限,本次课程设计难免有欠妥之处,请不吝批评指正。
摘要:本文介绍了以计算机为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能,实现对交通灯控制
关键词: 计算机 可编程并行接日芯片 交通灯 8255A
目录
封 面 ——————————————————————— 1
前 言 ————————————————————————2
目 录 ————————————————————————3
课程设计任务书 —————————————————————4
第一章 课程设计题目及要求———————————————5
第二章 系统设计————————————————————6
2.1 交通灯控制系统介绍
2.2 芯片选择
2.3 系统原理
第三章 详细设计————————————————————9
3.1 硬件设计
3.1.1 8255A并行接口————————————————10
3.1.2 8259A可编程中断控制器————————————12
3.1.3 8253可编程定时器/计数器———————————13
3.2 软件设计 —————————————————————15
3.3 程序流程图—————————————————————21
第四章 程序设计 ————————————————————22
第五章 调试结果 ————————————————————24
5.1 实验步骤
5.2 调试记录与分析
第六章 小结 ————————————————————25
第七章 参考文献————————————————————26
第八章 附录——————————————————————27
Ⅰ 课程设计题目:交通灯
Ⅱ 原始资料
1、《微型计算机及接口》实验指导书
2、《微型计算机接口技术及应用》教材
3、交通灯的工作原理(图书馆借、网上搜索、下载)
Ⅲ 课程设计任务内容
1. 课程设计的目的意义:
通过课程设计培养同学们的系统设计能力,使同学们达到以下能力训练:
⑴、调查研究、分析问题的能力;
⑵、使用设计手册、技术规范的能力;
⑶、查阅中外文献的能力;
⑷、制定设计方案的能力;
⑸、计算机应用的能力;
⑹、设计计算和绘图的能力;
⑺、技术经济指标的分析能力;
⑻、语言文字表达的能力。
2. 本课题研究的主要内容:
使用 8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。
基本要求:
⑴、设计实验电路(要求利用FD-88实验仪的硬件资源)
⑵、分析实验原理
⑶、列出实验接线表
⑷、采用汇编语言编写实验程序
⑸、通过实验验证功能的实现
⑹、编写课程设计说明书
第一章 课程设计题目以及要求
一、 课程设计题目:交通灯
使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况
二、基本要求:
1、设计实验电路(要求利用FD-88试验仪的硬件资源)
2、分析实验原理
3、列出实验接线表
4、采用汇编语言编写实验程序
5、通过实验验证功能的实现
6、编写课程设计说明书。
第二章 系统设计
2.1交通灯控制系统介绍
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。
假设为某个十字路口设计一个交通灯控制系统,1、3为东,南方向, 2、4为西,北方向,初始态为4个路口的红灯全亮。
之后, 1、3路口的绿灯亮, 2、4路口的红灯亮, 1、3路口方向通车。
延迟一段时间后, 1、3路口的绿灯熄灭,而1、3路口的黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后, 1、3路口的红灯亮, 同时2、4路口的绿灯亮, 2、4路口方向开始通车。
延迟一段时间后, 2、4路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后,再切换到1、3路口方向。
之后,重复上述过程。
2.1.1主要内容
在十字路口的东西和南北两个方向都各有红、黄、绿三个信号灯。
红、黄、绿交通灯的变化规律为:
1)南北方向的绿灯、东西方向的红灯同时亮20秒。
2)南北方向的绿灯灭、黄灯亮5秒,同时东西方向的红灯继续亮。
3)南北方向的黄灯灭、红灯亮,同时东西方向的红灯灭、绿灯亮,持续20秒。
4)南北方向的红灯继续亮,同时东西方向的绿灯灭、黄灯亮5秒。
5)转1)重复。
2.1.2工作原理
交通灯的工作过程如下:设十字路口的1、3为南,北方向,2、4为东西方向,初始态为4个路口的红灯全亮。
之后,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车,2个路口的LED数码管开始倒计时25秒。
延迟20秒后,1、3路口的绿灯熄灭,而1,3路口的黄灯开始闪烁(1HZ)。
闪烁5次后,1、3路口的红灯亮,同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向开始通车,2个路口的LED数码管重新开始倒计时25秒。
延迟20秒时间后,2、4路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁。
闪烁5次后,再切换到1、3路口方向。
之后,重复上述过程。
当有紧急情况时,2个方向都红灯亮,倒计时停止,车辆禁止通行,当紧急情况结束后,控制器恢复以前的状态继续工作。
在设计中采用6个发光二极管来模拟2个路口的黄红绿灯,每个路口用2个数码管来显示通行或禁止剩余的时间。
紧急情况用一个单脉冲发生单元申请中断来模拟,紧急情况结束后,再发一个中断来恢复以前的状态。
根据前面的介绍,本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。
定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法,用8253定时/计数器定时100ms,再用软件计时实现所需的定时。
发光二极管模块由8255控制发光二极管来实现。
数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。
紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8279中断控制器组成。
程序主要是由定时子程序、发光二极管显示子程序、数码管显示子程序和中断服务程序组成。
包括对8253、8255以及8259等可编程器件的编程。
交通灯显示模块
2.2、 芯片选择
1.用实验系统8255A实现对信号灯的控制(所用端口自定);2位数码显示用 8255A实现控制。
2. 用实验系统8253的计数器2定时向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断, 以实现定时;实验系统8253的计数器2的CLK2接OPCLK,频率为1.19318MHZ;GATE2已接 +5V;定时采用软硬件相结合的
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