微机课程设设论文-基于微机原理交通灯的设计gqza

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1、82555A应用用交通通灯控制制前 言随着电子子技术的的发展，计计算机在在现代科科学技术术的发展展中起着着越来越越重要的的作用。多多媒体技技术、网网络技术术、智能能信息处处理技术术、自适适用控制制技术、数数据挖掘掘与处理理技术等等都离不不开计算算机。本本课程设设计是基基于微机机原理与与接口技技术的简简单应用用。运用用所学的的微机原原理和接接口技术术知识完完成交通通灯系统统。通过过硬件与与软件的的结合，用用我们刚刚刚学过过的汇编编语言编编写程序序模拟分分析了现现代城市市交通控控制与管管理问题题的现状状，结合合交通的的实际情情况阐述述了交通通灯控制制系统的的工作原原理，给给出了一一种简单单实用的的

2、交通灯灯控制系系统的硬硬件、软软件电路路设计方方案。交通灯是是采用计计算机通通过编写写汇编语语言程序序控制的的。红灯灯停，绿绿灯行的的交通规规则。广广泛用于于十字路路口,车车站, 码头等等公共场场所,成成为人们们出行生生活中不不可少的的必需品品,由于于计算机机技术的的成熟与与广泛应应用,使使得交通通灯的功功能多样样化,远远远超过过老式交交通灯, 交通通灯的数数字化给给人们生生产生活活带来了了极大的的方便，而而且大大大地扩展展了交通通灯的功功能。诸诸如闪烁烁警示、鸣鸣笛警示示，时间间程序自自动控制制、倒计计时显示示，所有有这些，都都是以计计算机为为基础的的。还可可以根据据主、次次干道的的交通状状

3、况的不不同任意意设置各各自的不不同的通通行时间间。或者者给红绿绿色盲声声音警示示的人性性化设计计。现在在的交通通灯系统统很多都都增加了了智能控控制环节节，比如如对闯红红灯的车车辆进行行拍照。当当某方向向红灯亮亮时，此此时相应应的传感感器开始始工作，当当有车辆辆通过时时，照相相机就把把车辆拍拍下。要将交通通灯系统统产品化化，应该该根据客客户不同同的需求求进行不不同的设设计，应应该在程程序中增增加一些些可以人人为改变变的参数数，以便便客户根根据不同同的需要要随时调调节交通通灯。因因此，研研究交通通灯及扩扩大其应应用，有有着非常常现实的的意义。第一章交交通灯设设计的目目的及要要求十字道口口的红绿绿灯

4、是交交通法规规的无声声命令，是是司机和和行人的的行为准准则。十十字道口口的交通通红绿灯灯控制是是保证交交通安全全和道路路畅通的的关键。当当前，国国内大多多数城市市正在采采用“自动”红绿交交通灯，它它具有固固定的“红灯绿灯”转换间间隔，并并自动切切换。它它们一般般由“通行与与禁止时时间控制制显示、红红黄绿三三色信号号灯和方方向指示示灯”三部分分组成。在在交通灯灯的通行行与禁止止时间控控制显示示中，通通常要么么东西、南南北两方方向各550秒；要么根根据交通通规律，东东西方向向60秒秒，南北北方向440秒，时时间控制制都是固固定的。交交通灯的的时间控控制显示示，以固固定时间间值预先先“固化”在单片片

5、机中，每每次只是是以一定定周期交交替变化化。但是是，实际际上不同同时刻的的车辆流流通状况况是十分分复杂的的，是高高度非线线性的、随随机的，还还经常受受认为因因素的影影响。采采用定时时控制经经常造成成道路有有效应用用时间的的浪费，出出现绿灯灯方向车车辆较少少，红灯灯方向车车辆积压压。它不不顾当前前道路上上交通车车辆数的的实际情情况变化化，其最最大的缺缺陷就在在于当路路况发生生变化时时，不能能满足司司机与路路人的实实际需要要，轻者者造成时时间上的的浪费，重重者直接接导致交交通堵塞塞，导致致城市交交通效率率的下降降。目前前，有一一种使用用“模糊控控制”技术控控制交通通灯的方方法。能能够根据据十字路路

6、口两个个方向上上车辆动动态状况况，自动动判断红红绿灯时时间间隔隔，以保保证最大大车流量量，减少少道口的的交通堵堵塞。但但是却不不像定时时控制，能能用数字字显示器器显示当当前灯色色剩余时时间，以以便于驾驾驶员随随时掌握握自己的的驾驶动动作，及及时停车车或启动动。本次课程程设计是是用固定定的时间间来设计计交通灯灯的方案案。 1.11设计目目的 掌握882555A方式式0的使使用与编编程方法法 PC机机及配套套的接口口电路实实验装置置IC芯片片：82255AA应用1.2设设计要求求 采用882555A设计计交通灯灯控制的的接口方方案 插接电电路 编写控控制程序序第二章 交通灯灯的设计计方案设计中使使

7、用了882555A可编编程并行行接口实实现了，对对南北、东东西方向向交通的的分别分分别控制制，设计计采用定定时控制制的方式式进行,对两个个方向车车辆的通通行时间间分别计计时,可可随意进进行更改改双向的的通行时时间。城市十字字交叉路路口红绿绿灯控制制系统主主要负责责控制东东西走向向和南北北走向的的红绿灯灯的状态态和转换换顺序,关键是是各个状状态之间间的转换换和进行行适当的的时间延延时,正正是基于于以上考考虑,采采用如下下设计:1东西西方向车车辆放行行30秒钟钟。即东东西方向向绿灯和和南北方方向的红红灯同时时点亮330秒；2300秒后，东东西方向向的黄灯灯闪烁55次，以警警示车辆辆将切换换红绿灯灯

8、。此时时南北方方向仍维维持红灯灯点亮。3东西西方向的的黄灯闪闪烁之后后，转为为南北方方向放行行30秒钟钟。即东东西方向向的红灯灯和南北北方向的的绿灯同同时点亮亮30秒秒钟；4南南北方向向放行660秒钟钟后，转转为南北北方向的的黄灯闪闪烁5次次，以警警示将切切换红绿绿灯。此此时东西西方向仍仍维持红红灯点亮亮。5南北方方向的黄黄灯闪烁烁后转为为东西方方向放行行30秒秒钟。如如此循环环重复。 此外由由于设计计的需要要，添加加两个状状态，即即在黄灯灯点亮之之后添加加关闭的的状态，这这样来实实现黄灯灯的闪烁烁。具体体如下：考虑普通通十字路路口，交交通灯的的控制可可分东西西向和南南北向两两组，每每组可用用

9、红、黄黄、绿三三个灯进进行交通通管理，所所以本方方案要点点是对六六个交通通灯进行行控制。由于灯光光控制只只需要开开、关两两个状态态，所以以可以采采用开关关量实施施控制。开开关量的的输出可可以采用用82555A的的端口，由由于开关关量有66位，所所以采用用8位端端口，又又因为灯灯光控制制不需要要联络信信号，所所以按照照方式00输出即即可。采用端口口A，按按一下方方式连接接：南北向：红灯接接PA44,黄灯灯接PAA5,绿绿灯接PPA6;东西向：红灯接接PA00,黄灯灯接PAA1,绿绿灯接PPA2;6个交通通灯可能能的状态态如下：状态PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PA状态说明明00

10、000000000关灯10001010014南北红，东东西绿20001001012南北红，东东西黄30001000010南北红，东东西关40100000141南北绿，东东西红50010000121南北黄，东东西红60000000101南北关，东东西红从状态11到状态态6依次次循环变变换，又又状态22和3，状状态5和和6之间间各循环环5次。其中状态1和状态4持续30秒，其他状态持续0.5秒。按照上面面的流程程，依次次把相应应的控制制码输出出到端口口A，66个交通通灯就能能够按照照要求实实现交通通管理。第三章交交通灯的的电路设计计部分3.1 设计原原理3.1.182255AA的工作作原理1)数据据

11、总线缓缓冲器:这是一一个双向向三态的的8位数数据缓冲冲器，它它是82255AA与微机机系统数数据总线线的接口口。输入入输出的的数据、CCPU输输出的控控制字以以及CPPU输入入的状态态信息都都是通过过这个缓缓冲器传传送的。2)三个个端口AA，B和和C:AA端口包包含一个个8位数数据输出出锁存器器和缓冲冲器，一一个8位位数据输输入锁存存器。BB端口包包含一个个8位数数据输入入/输出出锁存器器和缓冲冲器，一一个8位位数据输输入缓冲冲器。CC端口包包含一个个8位数数据输出出锁存器器和缓冲冲器，一一个8位位数据输输入缓冲冲器(输输入没有有锁存器器)。3) AA组和BB组控制制电路:这是两两组根据据CP

12、UU输出的的控制字字控制882555工作方方式的电电路，它它们对于于CPUU而言，共共用一个个端口地地址相同同的控制制字寄存存器，接接收CPPU输出出的一字字节方式式控制字字或对CC口按位位复位字字命令。方方式控制制字的高高5位决决定A组组的工作作方式，低低3位决决定B组组的工作作方式。对对C口按按位复位位命令字字可对CC口的每每一位实实现置位位或复位位。A组组控制电电路控制制A口和和C口上上半部，BB组控制制电路控控制B口口和C口口下半部部。4)读写写控制逻逻辑:用用来控制制把CPPU输出出的控制制字或数数据送至至相应端端口，也也由它来来控制把把状态信信息或输输入数据据通过相相应的端端口送到

13、到CPUU。2、引脚脚信号82555A的引引脚如图图所示，分分为数据据线、地地址线、读读/写控控制线、输输入/输输出端口口线和电电源线。D7DD0（ddataa buus）：三态、双双向数据据线，与与CPUU数据总总线连接接，用来来传送数数据。（chiip sseleect）：片选信信号线，低低电平有有效时，芯芯片被选选中。A1, A0（pportt adddreess）：地址线线，用来来选择内内部端口口。（reaad）：读出信信号线，低低电平有有效时，允允许数据据读出。（wriite）：写入信信号线，低低电平有有效时，允允许数据据写入。RESEET（rreseet)：复位信信号线，高高电平有

14、有效时，将所有内内部寄存存器（包包括控制制寄存器器）清00。PA7PA00（poort A）：A口输输入/输输出信号号线。PB7PB00（poort B）：B口输输入/输输出信号号线。PC7PC00（poort C）：C口输输入/输输出信号号线。VCC：5VV电源。 GNDD：电源源地线。 3、82255AA的 工工作方式式:方式0-基基本输入入输出方方式；方式1-选选通输入入输出方方式；方式2-双双向选通通输入输输出方式式。3.1.2 程序原原理编译完成后下载运行程序东西方向的绿灯点亮30s同时南北方向的红灯点亮30s东西方向的黄灯闪烁5次同时南北方向红灯持续点亮亮60s南北方向的绿灯点亮3

15、0s同时东西方向的红灯点亮30s南北方向的黄灯闪烁5次同时东西方向红灯持续点亮交通灯控控制系统统程序流流程图3.2 电路及及源程序序3.2.1电路路插接本实验利利用装置置提供的的82555A芯芯片和逻逻辑电平平显示器器进行。将82555的数数据线DD0-DD7，地地址线AA0、AA1，控控制线RRESEET,RRD,WWR,分分别于总总线相连连，电源源和地分分别连接接到实验验箱的+5和地地。将882555A芯片片的端口口A与66个逻辑辑电平显显示器发发光二极极管之间间连接。注注意，对对于红绿绿灯，只只需连接接红或绿绿一端，而而对于黄黄灯，则则同时连连接红绿绿两端。电路图3.2.2 源源程序整个

16、过程程的代码码表：114，112，110，112，110，112，110，112，110，112，110，441，221，001，221，001，221，001，221，001，221，001程序依次次从代码码表中取取出控制制码输出出到端口口A，输输出“14HH”和“41HH”后延时时30秒秒，输出出其他码码字后延延时0.5秒，整整个过程程循环进进行。程程序如下下(端口口地址为为3044-3007H)DATAA SEGGMENNTTIMME1 EQUU 100TIMME2 EQUU 800OUT_CODDEDB 14HH, 55 DUUP(112H,10HH), 41HH, 55 DUUP (

17、 211H, 01HH ),0DATAAENDDSCODEESEGGMENNTASSSUMEECS:CODDE,DDS:DDATAASTARRT: MOVV AXX,DAATAMOVV DSS,AXXMOVV DXX,3007HMOVV ALL,800HOUTT DXX,ALLMOVV DXX,3004HLOOPP0:LEAA SII,OUUT_CCODEELOOPP1:MOVV ALL,SSIANND AAL,AALJZZ LOOOP00OUUT DDX,AALINNC SSIMOOV CCX,TTIMEE1TEEST AL,44HHJZZ DEELAYY 1MOOV CCX,TTIMEE2

18、DELAAYL: PUUSH CXPUUSH AXMOOV CCX,000400HL1: MOVV AXX,0556CHHL2:DECC AXXJNNZ LL2LOOOP L1POOP AAXPOOP CCXLOOOP DELLAYLLMOOV AAX,00BHINNT 221HANND AAL,AALJZZ LOOOP11XOOR AAL,AALOUUT DDX,AALMOOV AAH,44CHINNT 221HCODEE ENDDSENNDS STAART第四章交交通灯系系统的调试与出出现的问问题4.1出出现的问问题 按照电电路图将将电路连连接好后后，编写写程序，然然后打开开电源，编编译，

19、链链接，运运行程序序。观察察出现的的现象。调调试的过过程中发发现电路路接好之之后，66个灯都都亮了，而而程序运运行之后后，所有有的灯都都不亮了了。这时时没有办办法，只只有检查查电路和和程序，检检查的过过程中发发现了882555A在连连接过程程中有部部分线路路连接错错误，如如片选接接两个反反相器之之后应接接在Y00上，结结果我接接在了YY1上，而而PA00PAA7应直直接接在在逻辑电电平显示示的地方方，结果果我加了了很多的的反相器器，实际际上这些些反相器器已经内内嵌在电电路里了了。电路路检查好好后，重重新运行行程序，观观察到交交通红绿绿灯的效效果。4.2调调试结果果1东西西方向车车辆放行行30秒

20、钟钟。即东东西方向向绿灯和和南北方方向的红红灯同时时点亮330秒；2300秒后，东东西方向向的黄灯灯闪烁55次，以警警示车辆辆将切换换红绿灯灯。此时时南北方方向仍维维持红灯灯点亮。3东西西方向的的黄灯闪闪烁之后后，转为为南北方方向放行行30秒钟钟。即东东西方向向的红灯灯和南北北方向的的绿灯同同时点亮亮30秒秒钟；4南南北方向向放行660秒钟钟后，转转为南北北方向的的黄灯闪闪烁5次次，以警警示将切切换红绿绿灯。此此时东西西方向仍仍维持红红灯点亮亮。5南北方方向的黄黄灯闪烁烁后转为为东西方方向放行行30秒秒钟。如如此循环环重复。第五章课课程设计计总结这次课程程设计是是关于交交通灯的的设计，设设计中

21、假假设的是是十字路路口的交交通灯，设设计南北北和东西西方向的的红绿灯灯的变化化。如果果说要做做个完善善的交通通灯设计计，当然然要采用用中断程程序来控控制此次实习习可以说说是获益益匪浅。通通过查阅阅了很多多资料，了了解了许许多汇编编程序的的思想，扩扩展了自自己的视视野，不不再仅仅仅局限于于书本中中几条简简短的程程序，而而且更重重要的是是明白写写程序的的态度：仔细谨谨慎，精精益求精精。在程程序中添添加了黄黄灯闪烁烁，更加加醒目。另另外加入入能够实实现各路路口绿灯灯显示时时间不同同，适应应在主干干道和支支线路口口中使用用。在系系统加电电调试中中，针对对一些问问题，熟熟练掌握握了根据据原理分分步测试试

22、，将错错误之处处缩小的的最小范范围内。通过该课课程设计计，掌握握了什么么是编译译程序，编编译程序序工作的的基本过过程及其其各阶段段的基本本任务，熟熟悉了编编译程序序总流程程框图，了了解了编编译程序序的生成成过程、构构造工具具及其相相关的技技术对课课本上的的知识有有了更深深的理解解，课本本上的知知识师机机械的，表表面的。通通过把该该算法的的内容，算算法的执执行顺序序在计算算机上实实现，把把原来以以为很深深奥的书书本知识识变的更更为简单单，对实实验原理理有更深深的理解解。而且在设设计中，把把死板的的课本知知识变得得生动有有趣，激激发了学学习的积积极性。把把学过的的计算机机编译原原理的知知识强化化，

23、能够够把课堂堂上学的的知识通通过自己己设计的的程序表表示出来来，加深深了对理理论知识识的理解解。以前前对与计计算机操操作系统统的认识识是模糊糊的，概概念上的的，现在在通过自自己动手手做实验验，从实实践上认认识了操操作系统统是如何何处理命命令的，如如何协调调计算机机内部各各个部件件运行，对对计算机机编译原原理的认认识更加加深刻。课课程设计计中程序序比较复复杂，在在调试时时应该仔仔细，在在程序调调试时，注注意指针针，将不不必要的的命令去去除。主要参考考文献1.微微机原理理里与接接口技术术(第第2版) 彭虎虎、周佩佩玲、傅傅忠谦、编编著电子工业业出版社社出版时时间： 20008-44-12.汇汇编语言言程序设设计实验验指导 蔡蔡启先，王智文文，黄晓璐璐 编著著清华大学学出版社社出版时时间： 20008-33-13. 汇汇编语言言程序设设计 张晓晓明，白凤凤凤，李雅红红 编著著国防工业业出版社社出版时时间： 20009-11-14汇汇编语言言实验教教程 张张坤 编编著清华大学学出版社社出版时时间： 20008-77-15. 汇编语言程序设计教程(第二版)卜艳萍，周伟 编著清华大学学出版社社出版时时间： 20007-66-115