中国矿业大学计算机科学与技术学院硬件设计交通信号灯分析报告.doc

《硬件课程设计实践报告》 题 目：交通灯控制实验 时 间：2015年1月8日 中国矿业大学计算机科学与技术学院 目 录 硬件课程设计报告 1 一．设计任务与要求 3 1.1需求分析与实验任务 3 1.2任务要求 4 二.总体方案与说明 4 2.1设计模块 4 2.2设计思路 5 三.硬件框图与说明 6 3.1系统所需硬件 6 3.2 8255A芯片介绍 6 3.3 8253芯片介绍 9 四．电路原理图 19 五．实物连接图 20 六．软件主要模块流程图 23 6.1主程序流程图 23 七．源程序清单与注释 24 八.结论与体会 33 8.1结论: 33 8.2体会: 34 一．设计任务与要求 1.1需求分析与实验任务 红绿交通灯是我们日常生活经常见到也是必不可少的，随着城市社会经济的发展,城市道路交通供给和需求的矛盾日益突出,并引发很多交通问题。 当倒计时结束时，显示黄灯倒计时5秒，南北黄灯亮，持续5秒，同时东西路红灯继续亮。 当倒计时结束后，南北路红灯，东西路绿灯同时亮，持续30秒，且数码管30秒倒计时显示，双色点阵显示右转箭头。 当倒计时结束时，显示黄灯倒计时5秒，南北路红灯继续亮，同时东西路黄灯亮，持续5秒。 停止计时，数码管上的数字停在0秒。 重复。 二.总体方案与说明 2.1设计模块 按照系统设计的功能要求，初步确定该交通指挥系统主要有四个模块组成，一是数码显示倒计时模块；二是计时模块，主要用到8253芯片和8255芯片；三是灯显示模块，主要用到8255芯片；四时点阵模块用一片74LS273锁存。 2.2设计思路 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。本课程设计的背景是实际中的交通灯控制，实际的交通灯布置情况如图1所示。 1、用实验箱中提供的发光二极管（红绿黄各两支、共六支）作为南北路口（红绿黄各一支）和东西路口（红绿黄各一支）的模拟交通灯。 2、用可编程并行接口芯片8255A控制模拟交通灯的亮与灭和数码管的倒计时显示。 3、用可编程定时器/计数器芯片8253实现模拟交通灯亮与灭的时间延迟的控制。 4、用数码管作为模拟交通灯亮与灭的时间延迟控制的倒计时显示。 5、用汇编语言编程使六个灯按交通灯变化规律“亮/灭”。交通灯变化要求： （1）南北灯绿，东西红灯同时亮30秒，且数码管30秒倒计时显示。 （2）南北黄灯闪烁5秒，同时东西路红灯继续亮，且数码管5秒倒计时显示。 （3）南北路红灯、东西路绿灯同时亮30秒，且数码管30秒倒计时显示。 三.硬件框图与说明 3.1系统所需硬件 设计所需芯片：8255A、8253 74LS273 所需设备：6个LED灯（两组红黄绿灯）、八位数码管显示器，双色点阵LED屏 将8255A的A口与LED灯相连，对8255A进行初始化编程，控制LED灯的亮灭。 对8279编程，显示30秒倒计时。 用8253对交通灯进行计时，南北方向30s，黄灯5s，东西方向30s，黄灯5s，这样循环两次。 用一片74LS273锁存地址，让双色点阵显示相应图案。 3.2 8255A芯片介绍 引脚功能 　　RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 　　CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输. 　　RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。 　　WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 　　D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 　　PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。 　　PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。 　　PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 　　A0,A1:地址选择线,用来选择8255的PA口