微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)-交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、成績(jī)南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)題目交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程名稱微機(jī)原理及接口技術(shù)專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)地點(diǎn)指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2013年12月23日至2013年12月27日目錄1.概述31,1背景31.2設(shè)計(jì)目標(biāo)3２.設(shè)計(jì)分析42.1電路接線方案42.2模塊分析42.3設(shè)計(jì)流程說(shuō)明53．設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)53.1硬件設(shè)計(jì)53.2軟件設(shè)計(jì)84.調(diào)試結(jié)果135.心得體會(huì)156．參考文獻(xiàn)151.概述1,1背景在實(shí)際生活中，交通信號(hào)燈控制著交通的秩序安全。本次微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)就是利用STARES598PCI實(shí)驗(yàn)儀的硬件資源設(shè)計(jì)一個(gè)“帶時(shí)間顯示的交通燈模擬控制系統(tǒng)”。所有輸入該

2、裝置的信號(hào)采用STARES598PCI實(shí)驗(yàn)儀上的狀態(tài)輸入開關(guān)輸入，東西、南北方向的紅綠黃燈采用實(shí)驗(yàn)儀上的LED發(fā)光二極管模擬，東西、南北方向的信號(hào)燈變化，通行倒計(jì)時(shí)時(shí)間用數(shù)碼管顯示。1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)本次設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制而進(jìn)行的編程，用8255A的A口控制東西方向的交通燈，用8255A的B口控制南北方向的交通燈。當(dāng)程序正常運(yùn)行時(shí)，依次為東西方向的綠燈亮25s和南北方向的紅燈亮30s，東西方向的綠燈亮25s后東西方向的黃燈閃爍5s，隨后東西方向的紅燈亮20s和南北方向的綠燈亮15s，南北方向的綠燈亮15s后南北方向的黃燈閃爍5s，之后同理往復(fù)循環(huán)。用8255A的C口控制

3、緊急情況時(shí)東西、南北方向的紅、黃、綠燈的亮滅，緊急情況下，東西、南北方向均為紅燈，同時(shí)另有一紅燈閃爍。通過讀C口輸入的數(shù)據(jù)并進(jìn)行測(cè)試查詢，從而對(duì)緊急情況進(jìn)行及時(shí)處理。用LED（發(fā)光二極管）模擬信號(hào)燈，8255A實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制（PC0~PC6分別接D0~D6），8253的計(jì)數(shù)器2實(shí)現(xiàn)基本單位定時(shí)（如10ms）信號(hào)的輸出；再用8255A的PA口查詢定時(shí)信號(hào)的變化，并統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)，以實(shí)現(xiàn)30s、20s和5s的定時(shí)。交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)充分利用了可編程的并行接口芯片8255A各引腳的功能，選定工作方式5，通過改變控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。另外，通過調(diào)用延時(shí)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈某一狀態(tài)的持續(xù)

4、，調(diào)用循環(huán)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈狀態(tài)循環(huán)的控制，通過控制開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急情況下各路口紅燈全亮的功能。綜合各部分功能來(lái)實(shí)現(xiàn)較為完善的程序，運(yùn)行程序來(lái)模擬交通信號(hào)燈的控制。２.設(shè)計(jì)分析根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)用A道代表東西方向，B道代表南北方向。交通燈可自己循環(huán)，也可通過控制開關(guān)來(lái)固定控制其放行狀態(tài)。2.1電路接線方案交通信號(hào)燈由實(shí)驗(yàn)儀的LED發(fā)光二極管模擬，由8255-PA輸出控制：見下表。帶時(shí)間顯示的交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)8255A輸入/輸出信號(hào)一覽表8255-PB輸出方式PCH輸入方式8255-PA輸出方式PCL輸出方式引腳輸出信號(hào)引腳輸入信號(hào)引腳輸出信號(hào)引腳輸出信號(hào)PB7驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管字型PC7K7

5、PA7緊急車輛閃光PB6PC6K6PA6東西紅燈PB5PC5K5PA5東西黃燈PB4PC48253-OUT2PA4東西綠燈PB3PA3PC3PB2PA2南北紅燈PC2PB1PA1南北黃燈PC1PB0PA0南北綠燈PC0數(shù)碼管的位碼選擇注：①8255-PA輸出方式可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備紅綠黃燈具體位置改變。②采用軟件延時(shí)，則8255的PC4不用接8253-OUT2。數(shù)碼管的位碼選擇。2.2模塊分析2.2.1定時(shí)模塊用8253#2工作方式0進(jìn)行500ms定時(shí)，CLK2接125kHz時(shí)鐘信號(hào)，GATE2接高電平，OUT2接8255-PC4。主程序通過查詢8255-PC4的狀態(tài)，獲知準(zhǔn)確的定時(shí)信息。2.

6、2.2工作狀態(tài)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)功能要求，依K5、K6、K7的狀態(tài)分為四種工作狀態(tài)：狀態(tài)0：K5、K6、K7均斷開（1電平）或K5、K6均閉合K7斷開，A、B道交替通行；狀態(tài)1：僅K5閉合，A道有車、B道無(wú)車；狀態(tài)2：僅K6閉合，A道無(wú)車，B道有車；K5和K6均閉合，A、B道都有車，A、B道交替通行；狀態(tài)3：K7閉合，有緊急車輛通行。2.3設(shè)計(jì)流程說(shuō)明（1）主程序每0.5秒循環(huán)一次，每次查詢?nèi)齻€(gè)開關(guān)狀態(tài)，及時(shí)響應(yīng)開關(guān)狀態(tài)的變化。其中CNT0和CNT3分別用于記錄狀態(tài)0和狀態(tài)3工作進(jìn)程的進(jìn)程計(jì)數(shù)器，可以用寄存器或內(nèi)存變量實(shí)現(xiàn)。（2）常用的工作狀態(tài)0是A、B道交替通行，一個(gè)周期用時(shí)50秒。用CNT

7、0以0.5秒為單位進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，從0到100循環(huán)計(jì)數(shù)，CNT0/2就可知本周期進(jìn)行到第幾秒了。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)功能要求，第0秒，A道紅燈、B道黃燈；第1~25秒，A道綠燈、B道紅燈；第25~30秒，A道黃燈閃爍、B道紅燈；第30~45秒，A道紅燈、B道綠燈；第45~50秒，B道黃燈閃爍、A道紅燈。（3）工作狀態(tài)3中，CNT3只有2種狀態(tài)（0和0FFH），用于控制緊急車輛的燈光閃爍。（4）時(shí)間顯示采用實(shí)驗(yàn)儀的數(shù)碼管顯示。只用一個(gè)數(shù)碼顯示器