微机原理交通信号灯模拟控制系统的设计精选.doc

1．课程设计应达到的目的 通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。 2．课程设计题目及要求 题目：交通信号灯模拟控制系统的设计 利用STAR ES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。所有输入该装置信号采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关，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。 功能要求： 假设在一个A道(东西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安装有自动信号灯。当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。 一道有车，另一道无车时（实验时用开关K5和K6控制），交通控制系统能立即让有车道放行。 有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B道均为红灯，紧急车由K7开关模拟，有紧急车时另有一红灯闪烁。 难度要求： 基本要求：采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分） 中级要求：采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式实现功能要求；（80分） 高级要求：在中级要求的基础上，增加用8255输出驱动LED数码显示器显示绿灯倒计时秒数，黄灯时不显示时间。（100分） 附录1 : 设计提示 设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向。 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（供参考） 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 定时问题：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-PC。主程序通过查询8255-PC的状态，获知准确的定时信息。500ms延时子程序参见实验一。 根据设计任务功能要求，依K、K、K的状态分为四种工作状态：状态0：K、K、K均断开K7断开，A、B道交替通行；状态1：仅K闭合，A道有车、B道无车；状态2：仅K闭合，A道无车，B道有车；A、B道交替通行；状态3：K闭合，有紧急车辆通行。 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。 常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用时14秒。用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27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1~7A道灯、B道灯A道灯、B道灯A道灯、B道灯 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。 时间显示采用实验仪的数码管显示。只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。参考流程图2。 如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。参考流程图3。此功能难度较大，定为加分项目。2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42