微機原理課程設計-交通燈控制系統(tǒng)

PAGE新疆工業(yè)高等?？茖W校電氣與信息工程系課程設計說書交通燈控制系統(tǒng)專業(yè)班級：電力系統(tǒng)自動化學生姓名：劉金亮指導教師：郭輝完成日期：2011.12.20新疆工業(yè)高等專科學校電氣與信息工程系課程設計任務書2011/2012學年上學期2011年12月20日專業(yè)電力系統(tǒng)自動化班級電力09-9（1）班課程名稱微機控制技術設計題目交通燈控制系統(tǒng)指導教師郭輝起止時間周數(shù)1設計地點微機控制技術實驗室設計目的：學生根據(jù)控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，控制原理設計，提高理論知識工程應用能力、分析問題與解決問題的能力。設計任務或主要技術指標：設計進度與要求：1、兩天閱讀設計任務并找資料2、兩天時間將資料進行整理3、兩天對資料進行分析4、一天寫報告主要參考書及參考資料：[1]韓笑.繼電保護分冊.中國水利水電出版社.2003[2]李堅,郭建文.變電站運行及設備管理技術問答.中國電力出版.2005.8[3]祝敏,許郁煌.電氣二次部分.中國水利水電出版.2004.9[4]羅建華.變配電所二次部分.中國電力出版.2002教研室主任（簽名）系（部）主任（簽名）年月日新疆工業(yè)高等?？茖W校電氣與信息工程系課程設計評定意見設計題目：交通燈控制系統(tǒng)學生姓名：劉金亮專業(yè)電力系統(tǒng)自動化班級電力09-9（1）班評定意見：評定成績：指導教師（簽名）：年月日評定意見參考提綱：1.學生完成的工作量與內容是否符合任務書的要求。2.學生的勤勉態(tài)度。3.設計或說明書的優(yōu)缺點，包括：學生對理論知識的掌握程度、實踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應用能力等。緒論隨著生活水平的提高，家庭汽車擁有量越來越多，城市交通堵塞問題越來越嚴重，解決城市的交通堵塞問題越來越緊迫。交通燈在這個交通環(huán)境中起著一個重要的角色，是交通管理部門管理交通的重要工具。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路口交通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通。現(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集，緩解交通已成為當務之急。該系統(tǒng)主要應用于交通領域，具有較高的實用價值。該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。目錄1設計目的 12設計內容 13設計要求 24設計原理與硬件電路 25程序流程圖 5程序運行結果： 6設計總結與體會 7附錄A程序代碼 8參考文獻 12交通燈控制系統(tǒng)PAGE121設計目的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,遠遠超過老式交通燈,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(jù)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(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(chǎn)品化，應該根據(jù)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(shù)，以便客戶根據(jù)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用，有著非常現(xiàn)實的意義。2設計內容交通燈控制系統(tǒng)利用8253定時器、8255等接口，設計一電路，模擬十字路口交通燈控制。要求能實現(xiàn)自動控制和手動應急控制。具體要求如下：1)在一個十字路口的一條主干道和一條支干道分別裝上一套紅、綠、黃三種信號燈。2)在一般情況下，主干道上的綠燈常亮，而支干道總是紅燈。3)當檢測到支干道上來車時，主干道的綠燈轉為黃燈，持續(xù)4S后，又變?yōu)榧t燈，同時支干道由紅燈變?yōu)榫G燈。4）支干道綠燈亮后，或者檢測到主干道上來了三輛車，或者雖未來三輛車，但綠燈已經(jīng)持續(xù)了25秒，則支干道立即變?yōu)辄S燈，同時主干道由紅燈變?yōu)榫G燈。3設計要求在Proteus環(huán)境下，結合課程設計題目，設計硬件原理圖，搭建硬件電路軟件設計1、采用模塊化程序結構設計軟件，可將整個軟件分成若干功能模塊。2、畫出程序流程圖。3、根據(jù)流程圖，編寫源程序。4、在Proteus環(huán)境下，仿真調試程序4設計原理與硬件電路要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律。本實驗需要用到實驗箱上八個發(fā)光二極管中的六個，即紅、黃、綠各兩個。不妨將L1（綠)、L2（黃）、L3（紅）做為南北方向的指示燈，將L4（綠）、L5（黃）、L6（紅）做為東西方向的指示燈。而交通燈的亮滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到+5V的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點亮應使相應輸入端為低電平。在以上的敘述基礎上，本實驗添加了東西方向S2、南北方向S3緊急切換按鈕各一個，當緊急按鈕按下時，相應方向緊急切換為綠燈，以便特種車輛通行。另外，本實驗以低電平觸發(fā)中斷申請，表示有特種車通過。本實驗中斷處理程序的應用，最主要的地方是如何保護進入中斷前的狀態(tài)，使得中斷程序執(zhí)行完畢后能回到交通燈中斷前的狀態(tài)。要保護的地方，除了累加器ACC、標志寄存器PSW外，還要注意：一是主程序中的延時程序和中斷處理程序中的延時程序不能混用，本實驗給出的程序中，主程序延時用的是R5、R6、R7，中斷延時用的是R3、R4和新的R5。第二，主程序中每執(zhí)行一步經(jīng)74LS273的端口輸出數(shù)據(jù)的操作時，應先將所輸出的數(shù)據(jù)保存到一個單元中。因為進入中斷程序后也要執(zhí)行往74LS273端口輸出數(shù)據(jù)的操作，中斷返回時如果沒有恢復中斷前74LS273端口鎖存器的數(shù)據(jù)，則顯示往往出錯，回不到中斷前的狀態(tài)。還要注意一點，主程序中往端口輸出數(shù)據(jù)操作要先保存再輸出，例如有如下操作：MOVA，#0F0H（0）MOVX@R1，A（1）MOVSAVE，A（2）程序如果正好執(zhí)行到（1）時發(fā)生中斷，則轉入中斷程序，假設中斷程序返回主程序前需要執(zhí)行一句MOVA，SAVE指令，由于主程序中沒有執(zhí)行（2），故SAVE中的內容實際上是前一次放入的而不是（0）語句中給出的0F0H，顯示出錯，將（1）、（2）兩句順序顛倒一下則沒有問題。發(fā)生中斷時確定方向的綠燈亮10秒，然后返回中斷前的狀態(tài)。5程序流程圖6程序及硬件系統(tǒng)調試情況程序運行結果：1東西路右拐和南北路左拐綠燈點亮5秒，直通到均為紅燈25秒后，黃燈亮3秒鐘，。此時南北方向仍維持紅燈點亮。3東西方向直通，為綠燈，南北方向紅燈4黃燈再亮三秒之后，東西路左拐和南北路右拐綠燈點亮5南北方向的黃燈亮3秒鐘后，南北方向直通，延時5秒6閉合A口開關，四個路口全紅燈，表明緊急狀態(tài)。設計總結與體會經(jīng)過這兩周的課程設計,做關于交通燈系統(tǒng)設計,我認真查閱資料,學習關于這方面的知識,比如說要了解8086芯片中各個引腳的功能,怎么樣去使用8255這個可編程并行接口芯片，怎么樣使用8253來定時及輸出一定頻率的脈沖以及交通有哪些規(guī)則.在理論學習的基礎上,又下了一次苦工夫,算是明白了設計一個系統(tǒng)的過程;也讓我體會到要想成功地設計某個東西,光學好專業(yè)知識是不夠的,必須要系統(tǒng)的知識,無論在哪方面都要有個明白的概念,只有這樣才不至于在設計過程中摸不著頭腦,知道去哪些是需要查的資料,還有一點,我覺得我在芯片編程方面,特別是在初始化方面是我最大的困難,或許是我的匯編語言學得不夠好,我只能借助參考資料,查每一條指令的作用與功能,這樣一來又鞏固了我的對匯編語言的了解.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(xiàn)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(xié)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。附錄A程序代碼A_PORTEQU200HB_PORTEQU202HC_PORTEQU204HCTRL_PORTEQU206HCLK0EQU100HCLK1EQU102HCTRLEQU106HDATASEGMENTBUF1DB09H,11H,21H,12H,0CH,4AH,89H,49HBUF2DB0C5H,0A3H,95H,93H,95H,13H,15H,23H,0HDATAENDSSTACKSEGMENTPARASTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXMOVAL,10010000BMOVDX,CTRL_PORTOUTDXMOVAL,0MOVDX,B_PORTOUTDXMOVDX,C_PORTOUTDXCALLPLAYLEASI,BUF1LEABX,BUF2AAA1:MOVCH,[BX]MOVCL,CHANDCL,00001111BCALLSHOW1CALLDELAYCALLSHOW2CALLDELAYJMPAAA6AAA4:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000001BCMPAL,00000000BJNZAAA7MOVAL,00001001BMOVDX,B_PORTOUTDXMOVAL,10010000BMOVDX,C_PORTOUTDXJMPAAA4AAA7:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000010BCMPAL,00000000BJNZAAA4CMPCL,0JNZAAA5INCSIINCBXMOVAL,[BX]CMPAL,0JNZAAA1JMPSTARTAAA5:DECCLDECCHCALLSHOW2CALLDELAYAAA6:MOVDX,A_PORTINAL,DXANDAL,00000010BCMPAL,00000010BJNZAAA6JMPAAA4SHOW1PROCMOVAL,[SI]MOVDX,B_PORTOUTDXRETSHOW1ENDPSHOW2PROCMOVAL,CHMOVDX,C_PORTOUTDXRETSHOW2ENDPPLAYPROCMOVAL,00110111BMOVDX,CTRLOUTDXMOVAX,1000