匯編語言設(shè)計(jì)方案交通燈控制系統(tǒng)

1、合肥學(xué)院電子系微機(jī)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名系別 電子信息與電氣工 專業(yè)班級 自動化 2 班 程系課題類型工程技術(shù)型課題意 義、基本要 求、意義： 1. 運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原理和接口技術(shù)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(dāng)?shù)拇鎯ζ骷敖涌谛酒?，編程?shí)現(xiàn)上述工作 過程及要求。用 LED顯示器顯示綠燈延時(shí)時(shí)間。2.用相應(yīng)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(yīng)回到初始狀態(tài)。4.畫出詳細(xì)的硬件接線圖 &l

2、t;3 號圖）。5.給出程序的設(shè)計(jì)思路，畫出詳細(xì)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(shè)計(jì)說明書 <包括封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、硬件設(shè)計(jì)思路、硬件原理 圖、軟件設(shè)計(jì)思路、程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結(jié)體 會、參考文獻(xiàn)等）。計(jì)劃與進(jìn) 度要求<按課程設(shè)計(jì)周計(jì)算） 第一周設(shè)計(jì)任務(wù)： <1）: 明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，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(shí)驗(yàn)室的單片機(jī) 進(jìn)行熟悉和調(diào)試<3）：對程序進(jìn)行調(diào)試直到正確為止 第二周設(shè)計(jì)任務(wù)： <4）：構(gòu)思交通燈的計(jì)劃書<5）：上網(wǎng)收取資料，對比和參考

3、后完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告主要參考文獻(xiàn)及資料收集準(zhǔn)備1. 微機(jī)原理里與接口技術(shù) (第2版>彭虎、周佩玲、傅忠謙、編著 電子工業(yè)出版社2. 匯編語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 蔡啟先，王智文，黃曉璐 編著清華大學(xué)出版社3. 匯編語言程序設(shè)計(jì) 張曉明，白鳳鳳，李雅紅編著 工業(yè)出版社4 匯編語言實(shí)驗(yàn)教程張坤 編著清華大學(xué)出版社5. 匯編語言程序設(shè)計(jì)教程 ( 第二版 > 卜艷萍，周偉 編著清華大學(xué)出版社摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著越來越重要的 作用。多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、自適用控制技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與處理技術(shù) 等都離不開計(jì)算機(jī)。本課程設(shè)計(jì)是基于微機(jī)原理與接口技術(shù)的簡

4、單應(yīng)用。運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原 理和接口技術(shù)知識完成交通燈系統(tǒng)。通過硬件與軟件的結(jié)合，用我們剛剛學(xué)過的匯編語言編 寫程序模擬分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實(shí)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(shí)用的交通燈控制系統(tǒng)的硬件、軟件電路設(shè)計(jì)方案。 該系統(tǒng)適用于單主干道的十字路口，?，F(xiàn)假定其主干道為東西方向，次干道為南北方向?？?隨意進(jìn)行更改雙向的通行時(shí)間，該功能能實(shí)現(xiàn)加中斷控制和手動控制的方式進(jìn)行 , 紅綠燈切 換時(shí)有閃爍功能以警示車輛和行人將進(jìn)行紅綠燈切換。當(dāng)有交通堵塞或緊急狀況時(shí)可進(jìn)行中斷手動控制，使交通安全與交通流暢度得以保證。關(guān)鍵詞：延遲 8255 交通燈 控制

5、 設(shè)計(jì)AbstractWith the development of electronic technology, computers in the development ofmodern science and technology play an increasingly importantEffect Multimedia technology, network technology, intelligent information processing technology, control technology from the applicationData Mining and

6、 processing and so can not do without the computer. The course 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 systemThrough a combination of hardwar

7、e and software,We have just learned to use the assembly 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 contr

8、ol system hardware, softwareThe system is suitable for a single main road intersection,. It is assumed that the direction of the east-west trunk road, secondary roadsfor the north-south direction. Two-way free passage of time changesThis feature can achieve plus interrupt control and manual control

9、of the way,Flashing traffic light switching functions 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 beguaranteed.Key words: Delayed Tr

10、affic Light Control Design 8255目錄第一部分 引言 第二部分交通燈設(shè)計(jì)的簡介 第三部分交通燈的設(shè)計(jì)案 第四部分 交通燈系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 第五部分 程序流程圖 第六部分 設(shè)計(jì)過程與總結(jié) 第七部分 附源程序 第八部分 參考文獻(xiàn)資料 第一部分 引言電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實(shí)踐能力相統(tǒng)一 的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)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(diǎn)受到人們的歡迎，在很多場合得到了廣泛的應(yīng)用。交通燈是采用計(jì)算機(jī)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

11、公共場所 ,成為人們出行生活中不可少的必需品 ,由于計(jì)算機(jī)技 術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用 , 使得交通燈的功能多樣化 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式交通燈 , 交通燈的數(shù)字化給人 們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了交通燈的功能。諸如閃爍警示、鳴笛警 示，時(shí)間程序自動控制、倒計(jì)時(shí)顯示，所有這些，都是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的。還可以根據(jù)主、 次干道的交通狀況的不同任意設(shè)置各自的不同的通行時(shí)間?；蛘呓o紅綠色盲聲音警示的人性 化設(shè)計(jì)?，F(xiàn)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(jìn)行拍照。當(dāng) 某方向紅燈亮?xí)r，此時(shí)相應(yīng)的傳感器開始工作，當(dāng)有車輛通過時(shí)，照相機(jī)就把車輛拍下。要將交通燈系統(tǒng)產(chǎn)品化，應(yīng)該根據(jù)客戶不同的

12、需求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，應(yīng)該在程序中增 加一些可以人為改變的參數(shù)，以便客戶根據(jù)不同的需要隨時(shí)調(diào)節(jié)交通燈。因此，研究交通燈 及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。第二部分 交通燈設(shè)計(jì)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(jī)和行人的行為準(zhǔn)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(guān)鍵。當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止 時(shí)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(shí)間 控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各 50 秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向 60 秒，南 北方向 40

13、 秒，時(shí)間控制都是固定的。交通燈的時(shí)間控制顯示，以固定時(shí)間值預(yù)先“固化” 在單片機(jī)中，每次只是以一定周期交替變化。但是，實(shí)際上不同時(shí)刻的車輛流通狀況是十分 復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機(jī)的，還經(jīng)常受認(rèn)為因素的影響。采用定時(shí)控制經(jīng)常造成道路 有效應(yīng)用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當(dāng)前道路上交通 車輛數(shù)的實(shí)際情況變化，其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變化時(shí)，不能滿足司機(jī)與路人的實(shí) 際需要，輕者造成時(shí)間上的浪費(fèi)，重者直接導(dǎo)致交通堵塞，導(dǎo)致城市交通效率的下降。 目前，有一種使用“模糊控制”技術(shù)控制交通燈的方法。能夠根據(jù)十字路口兩個方向上車輛 動態(tài)狀況，自動判斷紅綠燈時(shí)間間隔，以保

14、證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不 像定時(shí)控制，能用數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時(shí)間，以便于駕駛員隨時(shí)掌握自己的駕駛動 作，及時(shí)停車或啟動。第三部分 交通燈的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)中使用了 8259 中斷控制器、 8255A 可編程并行接口實(shí)現(xiàn)了，對南北、東西方向交 通的分別計(jì)時(shí)、分別控制，設(shè)計(jì)采用定時(shí)加中斷控制的方式進(jìn)行, 對兩個方向車輛的通行時(shí)間分別計(jì)時(shí) , 可隨意進(jìn)行更改雙向的通行時(shí)間。城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制東西走向和南北走向的紅綠燈的狀態(tài)和 轉(zhuǎn)換順序 , 關(guān)鍵是各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延時(shí) , 正是基于以上考慮 , 采用如下 設(shè)計(jì):1東西方向車輛放行 60 秒

15、鐘。即東西方向綠燈和南北方向的紅燈同時(shí)點(diǎn)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(shí)南北 方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。3東西方向的紅 綠）燈閃爍 5 秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)點(diǎn)亮 60 秒鐘；4南北方向放行 60秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)東西方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。5南北方向的紅 綠）燈閃爍 5 秒鐘后轉(zhuǎn)為東西方向放行 1 分鐘。如此循環(huán)重復(fù)。3.1 電路原理 本課題的設(shè)計(jì)可通過實(shí)驗(yàn)平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內(nèi)部已經(jīng)連 接，用戶在使用時(shí)只要設(shè)計(jì)

16、模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)的對應(yīng)接線關(guān)圖系圖如下所示：3.2. 系統(tǒng)原理3.21 8259A 的工作原理1、數(shù)據(jù)總線緩沖器 :8259A 與系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)對 8259A的讀/寫操作。3、級連緩沖器 : 用以實(shí)現(xiàn) 8259A 芯片之間的級連，使得中斷源可以由8

17、級擴(kuò)展至 64級。4、控制邏輯電路 : 對整個芯片內(nèi)部各部件的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)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(dāng)響應(yīng)的中斷請求輸 入腳有中斷請求時(shí)，該寄存器的相應(yīng)位置 1。6、中斷屏蔽寄存器 IMR:8 位，相應(yīng)位用以對 8 個中斷源的中斷請求信號進(jìn)行屏蔽控 制。當(dāng)其中某位置“ 0“時(shí)，則相應(yīng)的中斷請求可以向 CPU提出；否則，相應(yīng)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(nèi)容為 8259A 的操作命令字 OCW，1 可以 由程序設(shè)置或改變。7、中斷服務(wù)寄存器 ISR:8 位，當(dāng) CPU正在處理某個中斷源的中斷請求時(shí)， ISR 寄存

18、器中的相應(yīng)位置 18、用以比較正在處理的中斷和剛剛進(jìn)入的中斷請求之間的優(yōu)先級別，以決定是否產(chǎn)生 多重中斷或中斷嵌套。3.22 8255A 的工作原理1、8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) :17 / 131>數(shù)據(jù)總線緩沖器 :這是一個雙向三態(tài)的 8 位數(shù)據(jù)緩沖器，它是 8255A與微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù) 總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)、 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(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個 8 位數(shù)據(jù)輸 入鎖存器。 B 端口包含一個 8 位數(shù)據(jù)輸入 / 輸出鎖存器和緩沖器，一個 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖 器。C端口包

19、含一個 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個 8 位數(shù)據(jù)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(jù) 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?qū)?C口按位復(fù)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(fù)位命令字可對 C口的每一位實(shí)現(xiàn)置位或復(fù)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(shù)據(jù)送至相

20、應(yīng)端口，也由它來控制把 狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口送到 CPU。2、引腳信號8255A的引腳如圖 7.5 所示，分為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)線，與 CPU數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù) <chip select ）：片選信號線，低電平有效時(shí)，芯片被選中。A1, A0<port address ）：地址線，用來選擇內(nèi)部端口 <read）：讀出信號線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)讀出。<write ）：寫入信號線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)寫入。RESET<reset>：復(fù)位信號

21、線，高電平有效時(shí)，將所有內(nèi)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- 雙向選通輸入輸出方式。第四章交通燈系統(tǒng)的安裝與調(diào)試4.1 調(diào)試過程及相應(yīng)問題的記錄1、軟件延時(shí)與定時(shí)器計(jì)時(shí) 軟件延時(shí)，設(shè)計(jì)簡單，使用方便，但是無法進(jìn)行精確計(jì)時(shí)，無法在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行使 用，本次設(shè)計(jì)采用

22、了，定時(shí)器 0 進(jìn)行計(jì)時(shí)，每 10ms 產(chǎn)生一個脈沖信號，可以準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)并 方便 8 段數(shù)碼管進(jìn)行顯示2、使用中斷 使用中斷比較麻煩，在實(shí)驗(yàn)中需要兩次加載初始化程序和中斷服務(wù)程序，并且需要手工 指定中斷服務(wù)地址和中斷向量號；但是使用中斷可以進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化程序功能與執(zhí)行 效率。4.2 調(diào)試結(jié)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(shí)點(diǎn)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(shí)南北 方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。3東西方向的紅 <綠）燈閃爍 5 秒鐘后，轉(zhuǎn)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

23、燈同時(shí)點(diǎn)亮 60 秒鐘；4南北方向放行 60 秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)東西方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。5南北方向的紅 < 綠）燈閃爍 5 秒鐘后轉(zhuǎn)為東西方向放行 1 分鐘。如此循環(huán)重復(fù)。第五部分 程序流程圖第六部分 設(shè)計(jì)過程與總結(jié)此次實(shí)習(xí)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(kuò)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(xì)謹(jǐn)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?qū)崿F(xiàn)各路口 綠燈顯示時(shí)間不同，適應(yīng)在主干道和支線路口中使用。在系統(tǒng)加電調(diào)試中，針對一些

24、問題， 熟練掌握了根據(jù)原理分步測試，將錯誤之處縮小的最小范圍內(nèi)。通過該課程設(shè)計(jì)，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(wù)，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(gòu)造工具及其相關(guān)的技術(shù) 對課本上的知識有了更深的理解，課本上的知識師機(jī)械的，表面的。通過把該算法的內(nèi)容， 算法的執(zhí)行順序在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，把原來以為很深奧的書本知識變的更為簡單，對實(shí)驗(yàn)原理 有更深的理解。而且在設(shè)計(jì)中，把死板的課本知識變得生動有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的計(jì)算 機(jī)編譯原理的知識強(qiáng)化，能夠把課堂上學(xué)的知識通過自己設(shè)計(jì)的程序表示出來，加深了對理 論知識的理解。以前對與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的

25、認(rèn)識是模糊的，概念上的，現(xiàn)在通過自己動手做 實(shí)驗(yàn)，從實(shí)踐上認(rèn)識了操作系統(tǒng)是如何處理命令的，如何協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)內(nèi)部各個部件運(yùn)行，對 計(jì)算機(jī)編譯原理的認(rèn)識更加深刻。課程設(shè)計(jì)中程序比較復(fù)雜，在調(diào)試時(shí)應(yīng)該仔細(xì)，在程序調(diào) 試時(shí)，注意指針，將不必要的命令去除。附源程序第七部分 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(jìn)棧 保存數(shù)據(jù)段MOV AX,0000H 。數(shù)據(jù)段清

26、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 。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(shí) 10sMOV BX,6H 。循環(huán)次數(shù)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,