微机原理课程设计交通信号灯模拟控制系统设计_毕业设计.doc

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 3 1,1背景 3 1.2设计目标 3 ２. 设计分析 4 2.1电路接线方案 4 2.2模块分析 4 2.3设计流程说明 5 3．设计实现 5 3.1硬件设计 5 3.2软件设计 8 4.调试结果 13 5.心得体会 15 6．参考文献 15 1. 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STAR ES598PCI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”。所有输入该装置的信号采用STAR ES598PCI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，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 PC7 K7 PA7 紧急车辆闪光 PB6 PC6 K6 PA6 东西红灯 PB5 PC5 K5 PA5 东西黄灯 PB4 PC4 8253-OUT2 PA4 东西绿灯 PB3 PA3 PC3 PB2 PA2 南北红灯 PC2 PB1 PA1 南北黄灯 PC1 PB0 PA0 南北绿灯 PC0 数码管的位码选择 注：① 8255-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。 2.2.2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