匯編語言設計交通燈控制系統(tǒng)

1、 合肥學院電子系微機實驗課程設計任務書課題名稱交通燈控制系統(tǒng)的設計學生姓名系別電子信息與電氣工程系專業(yè)班級自動化2班課題類型 工 程 技 術 型課題意義、基本要求、意義：1.運用所學的微機原理和接口技術知識完成交通燈系統(tǒng) 2熟悉5233的工作模式1.選用8086最小工作模式和適當的存儲器及接口芯片，編程實現上述工作過程及要求。用LED顯示器顯示綠燈延時時間。2.用相應的發(fā)光二極管來代替交通燈，用發(fā)光二極管的亮滅顯示交通燈的工作情況。3.系統(tǒng)有啟動按鈕和停止按鈕，按啟動按鈕后，系統(tǒng)從第一步開始循環(huán)，按停止按鈕后，無論在那一步，應回到初始狀態(tài)。4.畫出詳細的硬件接線圖（3號圖）。5.給出程序的設計

2、思路，畫出詳細的程序流程框圖（3號圖）。6.給出程序清單并加上必要的注釋。完成設計說明書（包括封面、目錄、設計任務書、硬件設計思路、硬件原理圖、軟件設計思路、程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結體會、參考文獻等）。計劃與進度要求（按課程設計周計算）第一周設計任務：（1）:明確學習目標，通過討論研究題目程序。（2）:三人輪流分工，把問題簡單化。并對實驗室的單片機進行熟悉和調試（3）：對程序進行調試直到正確為止第二周設計任務：（4）：構思交通燈的計劃書（5）：上網收取資料，對比和參考后完成課程設計報告主要參考文獻及資料收集準備1.微機原理里與接口技術(第2版) 彭虎、周佩玲、傅忠謙、編著 電

3、子工業(yè)出版社 2. 匯編語言程序設計實驗指導 蔡啟先，王智文，黃曉璐 編著 清華大學出版社 3. 匯編語言程序設計 張曉明，白鳳鳳，李雅紅 編著 工業(yè)出版社國防 4匯編語言實驗教程 張坤 編著 清華大學出版社 5. 匯編語言程序設計教程(第二版) 卜艷萍，周偉 編著 清華大學出版社 摘要 隨著電子技術的發(fā)展，計算機在現代科學技術的發(fā)展中起著越來越重要的作用。多媒體技術、網絡技術、智能信息處理技術、自適用控制技術、數據挖掘與處理技術等都離不開計算機。本課程設計是基于微機原理與接口技術的簡單應用。運用所學的微機原理和接口技術知識完成交通燈系統(tǒng)。通過硬件與軟件的結合，用我們剛剛學過的匯編語言編寫程序

4、模擬分析了現代城市交通控制與管理問題的現狀，結合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的交通燈控制系統(tǒng)的硬件、軟件電路設計方案。該系統(tǒng)適用于單主干道的十字路口，。現假定其主干道為東西方向，次干道為南北方向?？呻S意進行更改雙向的通行時間，該功能能實現加中斷控制和手動控制的方式進行,紅綠燈切換時有閃爍功能以警示車輛和行人將進行紅綠燈切換。當有交通堵塞或緊急狀況時可進行中斷手動控制，使交通安全與交通流暢度得以保證。關鍵詞：延遲 8255 交通燈 控制 設計Abstract With the development of electronic technology, comp

5、uters in the development of modern science and technology play an increasingly important Effect Multimedia technology, network technology, intelligent information processing technology, control technology from the application Data Mining and processing and so can not do without the computer. The cou

6、rse design is based on Microcomputer Principle and Interface Technology for simple applications. The use of the computer science principles and technical knowledge to complete the interface traffic light system Through a combination of hardware and software, We have just learned to use the assembly

7、language program to simulate the conditions of modern urban traffic control and management of the status quo, The actual situation with traffic light control system described working principle, A simple and practical given the traffic light control system hardware, software The system is suitable fo

8、r a single main road intersection, . It is assumed that the direction of the east-west trunk road, secondary roads for the north-south direction. Two-way free passage of time changes This feature can achieve plus interrupt control and manual control of the way, Flashing traffic light switching funct

9、ions as a warning to vehicles and pedestrians will be traffic lights switch. When there is traffic congestion or an emergency manual control can be interrupted, so that the degree of traffic safety and traffic flow can be guaranteed. Key words: Delayed Traffic Light Control Design 8255目錄第一部分 引言.第二部分

10、 交通燈設計的簡介.第三部分交通燈的設計案.第四部分 交通燈系統(tǒng)的安裝與調試.第五部分 程序流程圖.第六部分 設計過程與總結.第七部分 附源程序.第八部分 參考文獻資料.第一部分 引言 電子課程設計是電子技術學習中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學生能力的一個環(huán)節(jié)。交通燈能保證行人過馬路的安全,控制交通狀況等優(yōu)點受到人們的歡迎，在很多場合得到了廣泛的應用。交通燈是采用計算機通過編寫匯編語言程序控制的。紅燈停，綠燈行的交通規(guī)則。廣泛用于十字路口,車站, 碼頭等公共場所,成為人們出行生活中不可少的必需品,由于計算機技術的成熟與廣泛應用,使得交通燈的功能多樣化,

11、遠遠超過老式交通燈, 交通燈的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了交通燈的功能。諸如閃爍警示、鳴笛警示，時間程序自動控制、倒計時顯示，所有這些，都是以計算機為基礎的。還可以根據主、次干道的交通狀況的不同任意設置各自的不同的通行時間?；蛘呓o紅綠色盲聲音警示的人性化設計?，F在的交通燈系統(tǒng)很多都增加了智能控制環(huán)節(jié)，比如對闖紅燈的車輛進行拍照。當某方向紅燈亮時，此時相應的傳感器開始工作，當有車輛通過時，照相機就把車輛拍下。要將交通燈系統(tǒng)產品化，應該根據客戶不同的需求進行不同的設計，應該在程序中增加一些可以人為改變的參數，以便客戶根據不同的需要隨時調節(jié)交通燈。因此，研究交通燈及擴大其應

12、用，有著非?，F實的意義。第二部分 交通燈設計的簡介十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內大多數城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈綠燈”轉換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時間控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各50秒；要么根據交通規(guī)律，東西方向60秒，南北方向40秒，時間控制都是固定的。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況

13、是十分復雜的，是高度非線性的、隨機的，還經常受認為因素的影響。采用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當前道路上交通車輛數的實際情況變化，其最大的缺陷就在于當路況發(fā)生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞，導致城市交通效率的下降。 目前，有一種使用“模糊控制”技術控制交通燈的方法。能夠根據十字路口兩個方向上車輛動態(tài)狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時控制，能用數字顯示器顯示當前燈色剩余時間，以便于駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作，及時停車或啟動。第三部分 交通燈

14、的設計方案設計中使用了8259中斷控制器、8255A可編程并行接口實現了，對南北、東西方向交通的分別計時、分別控制，設計采用定時加中斷控制的方式進行,對兩個方向車輛的通行時間分別計時,可隨意進行更改雙向的通行時間。城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負責控制東西走向和南北走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉換順序,關鍵是各個狀態(tài)之間的轉換和進行適當的時間延時,正是基于以上考慮,采用如下設計:1東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；21分鐘后，東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。3東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行

15、60秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮60秒鐘； 4南北方向放行60秒鐘后，轉為南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。 5南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后轉為東西方向放行1分鐘。如此循環(huán)重復。3.1電路原理本課題的設計可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內部已經連接，用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設計及實現相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示。硬件電路由R-S觸發(fā)器電路、發(fā)光二極管模塊、8255可編程并行接口模塊和緊急中斷模塊8259組成。實驗的對應接線關圖系圖如下所示： B0 B1 B2 BC3

16、A0 C0A1 C 1 A2 C2A3 8255 C3 A4 C4 A5 C5A6 C6A7 C7 B4 B5 B6 B7KK1緊急情況 IRQ78259 IRQ6 D0D1D6D7東西D2D3D4D5南北3.2.系統(tǒng)原理3.21 8259A的工作原理1、數據總線緩沖器:8259A與系統(tǒng)數據總線的接口，是8位雙向三態(tài)緩沖器。CPU與8259A之間的控制命令信息、狀態(tài)信息以及中斷類型信息，都是通過緩沖器傳送的。2、讀/寫控制邏輯:CPU通過它實現對8259A的讀/寫操作。3、級連緩沖器:用以實現8259A芯片之間的級連，使得中斷源可以由8級擴展至64級。4、控制邏輯電路:對整個芯片內部各部件的工

17、作進行協調和控制。5、中斷請求寄存器IRR:8位，用以分別保存8個中斷請求信號，當響應的中斷請求輸入腳有中斷請求時，該寄存器的相應位置1。6、中斷屏蔽寄存器IMR:8位，相應位用以對8個中斷源的中斷請求信號進行屏蔽控制。當其中某位置“0“時，則相應的中斷請求可以向CPU提出；否則，相應的中斷請求被屏蔽，即不允許向CPU提出中斷請求。該寄存器的內容為8259A的操作命令字OCW1，可以由程序設置或改變。7、中斷服務寄存器ISR:8位，當CPU正在處理某個中斷源的中斷請求時，ISR寄存器中的相應位置1。8、用以比較正在處理的中斷和剛剛進入的中斷請求之間的優(yōu)先級別，以決定是否產生多重中斷或中斷嵌套。

18、3.22 8255A的工作原理1、8255A的內部結構: 1)數據總線緩沖器:這是一個雙向三態(tài)的8位數據緩沖器，它是8255A與微機系統(tǒng)數據總線的接口。輸入輸出的數據、CPU輸出的控制字以及CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過這個緩沖器傳送的。2)三個端口A，B和C:A端口包含一個8位數據輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數據輸入鎖存器。B端口包含一個8位數據輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數據輸入緩沖器。C端口包含一個8位數據輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數據輸入緩沖器(輸入沒有鎖存器)。3) A組和B組控制電路:這是兩組根據CPU輸出的控制字控制8255工作方式的電路，它們對于CPU而言，共用一個端口地

19、址相同的控制字寄存器，接收CPU輸出的一字節(jié)方式控制字或對C口按位復位字命令。方式控制字的高5位決定A組的工作方式，低3位決定B組的工作方式。對C口按位復位命令字可對C口的每一位實現置位或復位。A組控制電路控制A口和C口上半部，B組控制電路控制B口和C口下半部。4)讀寫控制邏輯:用來控制把CPU輸出的控制字或數據送至相應端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數據通過相應的端口送到CPU。2、引腳信號8255A的引腳如圖7.5所示，分為數據線、地址線、讀/寫控制線、輸入/輸出端口線和電源線。D7D0（data bus）：三態(tài)、雙向數據線，與CPU數據總線連接，用來傳送數據。（chip select）

20、：片選信號線，低電平有效時，芯片被選中。A1, A0（port address）：地址線，用來選擇內部端口。（read）：讀出信號線，低電平有效時，允許數據讀出。（write）：寫入信號線，低電平有效時，允許數據寫入。RESET（reset)：復位信號線，高電平有效時，將所有內部寄存器（包括控制寄存器）清0。PA7PA0（port A）：A口輸入/輸出信號線。PB7PB0（port B）：B口輸入/輸出信號線。PC7PC0（port C）：C口輸入/輸出信號線。VCC：5V電源。 GND：電源地線。 3、8255A的 工作方式:方式0-基本輸入輸出方式；方式1-選通輸入輸出方式；方式2-雙向選

21、通輸入輸出方式。第四章 交通燈系統(tǒng)的安裝與調試4.1調試過程及相應問題的記錄1、軟件延時與定時器計時軟件延時，設計簡單，使用方便，但是無法進行精確計時，無法在實際應用中進行使用，本次設計采用了，定時器0進行計時，每10ms產生一個脈沖信號，可以準確的計時并方便8段數碼管進行顯示2、使用中斷使用中斷比較麻煩，在試驗中需要兩次加載初始化程序和中斷服務程序，并且需要手工指定中斷服務地址和中斷向量號；但是使用中斷可以進行多樣化設計，強化程序功能與執(zhí)行效率。4.2調試結果1東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；21分鐘后，東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換

22、紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。3東西方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行60秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮60秒鐘；4南北方向放行60秒鐘后，轉為南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。5南北方向的紅（綠）燈閃爍5秒鐘后轉為東西方向放行1分鐘。如此循環(huán)重復。第五部分 程序流程圖編譯完成后下載運行程序東西方向的綠燈點亮60s同時南北方向的紅燈點亮60s按下KK1東西方向的紅燈閃爍5s同時南北方向紅燈持續(xù)點亮亮60s南北方向的綠燈點亮60s同時東西方向的紅燈點亮60s南北方向的紅燈閃爍5s同時東西方向紅燈持續(xù)點亮緊急情況東西方

23、向和南北方向的紅燈同時被點亮10s第六部分 設計過程與總結此次實習可以說是獲益匪淺。通過查閱了很多資料，了解了許多匯編程序的思想，擴展了自己的視野，不再僅僅局限于書本中幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序的態(tài)度：仔細謹慎，精益求精。在程序中添加了黃燈閃爍，更加醒目。另外加入能夠實現各路口綠燈顯示時間不同，適應在主干道和支線路口中使用。在系統(tǒng)加電調試中，針對一些問題，熟練掌握了根據原理分步測試，將錯誤之處縮小的最小范圍內。通過該課程設計，掌握了什么是編譯程序，編譯程序工作的基本過程及其各階段的基本任務，熟悉了編譯程序總流程框圖，了解了編譯程序的生成過程、構造工具及其相關的技術對課本上的知識有

24、了更深的理解，課本上的知識師機械的，表面的。通過把該算法的內容，算法的執(zhí)行順序在計算機上實現，把原來以為很深奧的書本知識變的更為簡單，對實驗原理有更深的理解。而且在設計中，把死板的課本知識變得生動有趣，激發(fā)了學習的積極性。把學過的計算機編譯原理的知識強化，能夠把課堂上學的知識通過自己設計的程序表示出來，加深了對理論知識的理解。以前對與計算機操作系統(tǒng)的認識是模糊的，概念上的，現在通過自己動手做實驗，從實踐上認識了操作系統(tǒng)是如何處理命令的，如何協調計算機內部各個部件運行，對計算機編譯原理的認識更加深刻。課程設計中程序比較復雜，在調試時應該仔細，在程序調試時，注意指針，將不必要的命令去除。第七部分附

25、源程序MY8255_A EQU 60HMY8255_B EQU 61HMY8255_C EQU 62HMY8255_CON EQU 63HCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV DX,MY8255_CONMOV AL,82HOUT DX,ALPUSH DS ;進棧 保存數據段MOV AX,0000H;數據段清零MOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ7 ;7號中斷偏移地址MOV SI,003CHMOV SI,AXMOV AX,CSMOV SI,003EHMOV SI,AXPOP DS;出棧IN AL,21H;讀8259中斷屏蔽字AND AL,7FH;

26、開放8259中斷IRQ7OUT 21H,AL;輸出到8259地址MOV DX,MY8255_A ;放初值 南北紅燈亮，MOV AL,003HOUT DX,ALMOV DX,MY8255_C ;東西綠燈亮MOV AL,00CHOUT DX,ALCALL DELAYED1 ;延時10sMOV BX,6H ;循環(huán)次數L1:MOV DX,MY8255_AMOV AL,00000011B ；南北綠燈亮OUT DX,ALMOV DX,MY8255_CMOV AL,00001100B ；OUT DX,ALCALL DELAYED2 ;跳5sMOV DX,MY8255_AMOV AL,00001111BOUT DX,ALMOV DX