微机原理课程设计-交通信号灯模拟控制系统设计

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1、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3２.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STARES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通灯模拟控制系统”。所有输入该

2、装置的信号采用STARES598PCI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后南北方向的黄灯闪烁5s，之后同理往复循环。用8255A的C口控制

3、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（PC0~PC6分别接D0~D6），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，通过调用延时子程序来实现交通信号灯某一状态的持续

4、，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。２.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信号引脚输出信号PB7驱动数码管字型PC7K7

5、PA7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：①8255-PA输出方式可根据实验设备红绿黄灯具体位置改变。②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8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。2.

6、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道交替通行，一个周期用时50秒。用CNT

7、0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1~25秒，A道绿灯、B道红灯；第25~30秒，A道黄灯闪烁、B道红灯；第30~45秒，A道红灯、B道绿灯；第45~50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