微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)
路灯控制电路课程设计
路灯控制电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握路灯控制电路的基本原理,包括电路的组成、功能和作用。
2. 学生能够识别并了解常见的电路元件,如开关、继电器、定时器等,并明白它们在路灯控制电路中的应用。
3. 学生能够阐述路灯控制电路中不同模式的工作原理,例如定时控制、光控和声控等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的路灯控制电路,并进行模拟实验。
2. 学生通过实际操作,培养动手能力和问题解决能力,能够分析和调试简单的电路故障。
3. 学生能够使用适当的工具和仪器,进行电路连接和测量,掌握基本电路实验操作技巧。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电子技术的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 学生在小组合作中,学会相互沟通、协作,培养团队合作精神和责任感。
3. 学生能够意识到电子技术在实际生活中的应用,增强对科学技术的认识,提高社会责任感和节能环保意识。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,注重理论知识与实践操作的紧密结合。
学生特点:学生为八年级学生,具备一定的物理基础和电路知识,对电子技术有一定的好奇心,喜欢动手操作。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生主动探究,通过实践操作巩固理论知识,培养学生的学习兴趣和创新能力。
同时,关注学生的个体差异,提供个性化指导,确保每位学生都能达到课程目标。
教学过程中,将课程目标分解为具体可衡量的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材第十五章“自动控制电路”进行设计,主要包括以下几部分:1. 路灯控制电路原理介绍:讲解路灯控制电路的基本组成、工作原理和功能,使学生理解不同控制模式(如定时控制、光控、声控)的电路设计。
2. 电路元件识别与应用:学习常见的电路元件(如开关、继电器、定时器等),介绍它们在路灯控制电路中的作用,并通过示例进行说明。
3. 路灯控制电路设计:引导学生运用所学知识,设计简单的路灯控制电路,包括电路图的绘制、元件选型和连接方法。
(完整word版)课程设计《路灯控制器的设计任务书》
电子技术课程设计路灯控制器设计任务书电气工程学院2013/12/131.设计目的与要求设计一个路灯控制电路,准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能:(1)具有光控功能,白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮,光线较暗、有声音时路灯点亮。
(2)具有声控功能,晚上光线较暗、有声音时路灯点亮,声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。
2.设计内容(1)画出电路原理图;(2)元器件及参数选择;(3)电路仿真;(4)SCH文件生成与打印输出。
3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有总结体会。
1.路灯控制器设计摘要:路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。
白天的时候,在光控电路(无论有无声音)作用下,电路的开关元件处于断开状态,LED灯不亮。
晚上没有声音的时候,在声控电路作用下,电路的开关元件处于断开状态,LED仍旧不亮;当有声响的时候,电路的开关元件闭合,灯LED形成通路,LED亮,由于延时电路的存在,LED持续亮一段时间后熄灭。
关键词:声控光控延时LED灯2 总体设计方案2.1设计思路整个电路由声控电路,光控电路及延时电路等部分组成。
光控电路对外界的光亮度进行检测,输出与光亮程度相对应的电压信号,从而实现白天灯泡不亮,而晚上遇到声响时,通过声控电路使灯泡自动点亮。
声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制,延时电路使声音消失后延长一段光照时间。
也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路,晚上时声控部分的电路起主要作用,光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失;因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。
光控部分用光敏电阻,光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态,无光照的时候呈高阻状态,当光照时电流从低阻的光敏电阻通过而不从声控电路通过,此时声控电路不起作用灯泡不亮;当无光照时光敏电阻成高阻状态,此时电流从光阻通过,声控及延时部分导通,灯泡通电导通,声音消失后,充电后的电容放电,灯泡继续亮知道放电完毕。
路灯控制器课程设计
指导教师签字:年月日目录摘要 (I)1课题背景(或绪论、概述) (1)1.1课题背景 (1)2设计方案简述 (2)2.1 主要器件及作 (2)2详细设计 (3)3.1 单元电路设计 (3)3.2时间计数器电路 (6)3.3次数记数电路 (6)3.4译码、显示电路 (7)4设计结果及分析 (8)4.1测试结果 (8)5总结 (9)5.1加深理论学习 (9)5.2加强动手实践能力.............................. . (9)5.3培养科研能力 (9)参考文献 (10)摘要本设计以数码管、译码器、计数器、光敏电阻、运放、555定时器、PT2262、PT2272、继电器、三极管、二极管、电阻、电容等元件制作的路灯控制器。
主要实现当处于暗环境下(晚上)能够自动开灯(发光二极管亮),当处于亮环境下(白天)能够自动关灯(发光二极管灭);能自动记录“路灯”的开灯次数(用1位数码管显示);能累计“路灯”开灯时间(用2位数码管显示)。
通过用Protel99SE画电路原理图和用proteus仿真和理论分析设计出路灯模拟控制的蓝本。
最终在实际中调试检验。
在最初时,显示亮灯次数的数码管显示的数值不是很准确,可以通过调节滑动变阻器的分压比实现次数的稳定,然后再在输出端经过两次求反稳定输出波形。
通过课程设计,将理论知识应用于实践,加强了对知识的广度与深度的理解。
培养了动手能力和一定的科研创新能力,在广泛获取有关知识理论的前提下,通过实践展示出来.理论与实践在一定程度上很接近,但不会结对符合,由此得出结论,通过理论指导实践,通过实践促进理论的学习。
关键词:数码管;译码器;计数器;PT2262;PT2272AbstractThis design called the monitor control of lamp,which is based on decodeing ttl chip and the intelligence light sensor.It has the function of control the open and close of the lamp .The bright part of this design is that it can be controlled wirelessly.If it is in the night,the lamp will work automatically.At the same time,if it is in the day,then the lamp will don’t work. Through Protel99se and Proteus ,the blue print has been made out successfully. I n the initial,the count of the times of the lamp isn’t very clearly.But,by adjusting the voltage of the resister,it does.putting theory into practice is very important.Designs through the curriculum, applies the theory knowledge in the practice, strengthened to the knowledge breadth and the depth understanding.Raised began ability and certain scientific research innovation ability, in under the widespread gain related knowledge theory premise, demonstrated through the practice. The theory and the practice very is to a certain extent close, but cannot tie to tallies, from this draws the conclusion, through theory instruction practice, through practice promotion theory study.Key words: lamp ;light sensor;decodeing ttl chip;PT2262;PT22721课题背景(或绪论、概述)1.1课题背景1.1.1目的意义该设计是通过实际设计调试成一个可以自动控制的模拟路灯控制器,通过实际的模拟解决人力资源的浪费,提高效率。
路灯控制器的设计课程设计
皖 西 学 院课程设计任务书系 专 别: 业: 张祥祥 机电系 10 电信 学 号: 2010010851学 生 姓 名: 课程设计题目: 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师:路灯控制器的设计 12 月 10 日 ~ 12 月 23 日徐 宇 宝下达任务书日期:2012 年 12 月 7 日课 程 设 计 任 务 书1.本次课程设计应达到的目的: 电子电路综合课程设计是一个综合性的实践性教学环节, 是对学生学习 《模拟电子线路》《数字电路与逻辑设计》《高频电子电路》的综合性实践 、 、 训练。
通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试,培养学生运用课程 中所学到的理论知识与实践紧密结合,独立地解决实际问题的能力。
熟悉 multisim 仿真软件,进一步熟悉电子仪器的正确使用,能设计出 电路图并仿真实现要求结果, 领取相关的实验器件并能组装成功并实现课题 所要求的功能。
2.本课程设计课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术参数、设计要 求等) : 1)采用光敏电阻,天黑灯亮,天亮灯暗;适当考虑弱电如何控制强电这 一部分电路;要求能自动记录灯的开关次数。
2)画出完整的电路图并用 multisim 软件仿真; 3)安装与调试电路并实现其功能; 4) 撰写课程设计的总结报告。
课 程 设 计 任 务 书3. 对本课程设计工作任务及工作量的要求 〔包括课程设计计算说明书(论文)、 图纸、实物样品等〕 : 1、 熟悉、分解设计任务,查找资料熟悉相关设计的方法; 2、画出完整的电路图并用 multisim 仿真,选择最佳的设计方案; 3、安装与调试电路并能实现要求的功能。
4、撰写设计报告、调试报告、设计心得体会。
一.前言:光敏电阻器(photovaristor)又叫光感电阻,是利用半导体的光 电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。
它是在一块 匀质的光电导体两端加上电极构成。
路灯控制课程设计
路灯控制课程设计一、引言路灯作为城市基础设施的重要组成部分,在夜间提供安全和方便。
然而,传统的路灯系统存在着一些问题,例如能耗高、管理不便等。
因此,设计一种高效、智能的路灯控制系统变得十分重要。
本文将详细讨论如何设计一个满足要求的路灯控制课程。
二、背景随着科技的不断发展,人们对智能化系统的需求也越来越高。
在城市管理领域,智能路灯控制系统广泛应用于路灯的管理与控制。
通过使用传感技术和通信技术,可以实现智能化的路灯控制,提高能源利用效率,降低维护成本。
三、路灯控制系统的基本原理智能路灯控制系统的基本原理是通过感知周围环境的状况,采取合适的控制策略来调节路灯的亮度。
主要包括以下几个步骤:1. 环境感知通过使用各种传感器,如光感传感器、红外传感器等,获取路灯周围的环境信息,例如光照强度、人流量等。
2. 数据传输将采集到的环境信息通过通信技术传输给路灯控制中心,以便进行后续的处理和控制。
3. 控制策略根据传感器获取的环境信息和预设的控制策略,决定调节路灯亮度的方式。
例如,在光照强度较弱且有人经过的情况下,路灯可以采取较高亮度的照明方式,以提供更好的照明效果。
4. 路灯控制根据控制策略调节路灯的亮度,可以采用调光技术或开关控制技术,以实现智能化的路灯控制。
四、路灯控制课程设计1. 课程目标本课程旨在培养学生的控制系统设计能力,使其能够设计一个满足要求的智能路灯控制系统。
2. 课程内容本课程包括以下几个内容模块:感知技术•学习光感传感器、红外传感器等感知设备的原理和使用方法;•实验:使用感知设备采集路灯周围的环境信息。
数据传输技术•学习常见的数据传输技术,如无线通信技术、有线通信技术等;•实验:使用无线通信模块将感知到的环境信息传输到控制中心。
控制策略设计•学习控制系统的基本原理和调节方法;•实验:设计一个简单的路灯控制策略,根据环境信息自动调节路灯的亮度。
路灯控制系统实现•学习调光技术和开关控制技术的原理和应用;•实验:根据控制策略设计一个智能路灯控制系统原型。
路灯控制开关课程设计
路灯控制开关课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握电路基本概念,如串联、并联电路的特点;2. 学生能了解并描述路灯控制开关的工作原理;3. 学生能运用所学知识,分析并设计简单的路灯控制开关电路。
技能目标:1. 学生能够运用工具和材料,动手搭建并测试一个简单的路灯控制开关电路;2. 学生能够通过实际操作,学会使用多用表测量电压、电流等基本物理量;3. 学生能够运用问题解决策略,对电路故障进行排查和修复。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到物理知识与日常生活的密切联系,增强学习物理的兴趣;2. 学生能够通过团队协作,培养合作精神和沟通能力;3. 学生能够关注科技创新,培养创新意识和环保意识。
课程性质:本课程为初中物理课程,旨在通过实践操作,使学生掌握电路基础知识,提高动手能力和问题解决能力。
学生特点:初中生具有较强的求知欲和好奇心,善于观察和思考,但缺乏实际操作经验。
教学要求:教师应结合学生特点,注重实践与理论相结合,引导学生主动参与,提高学生的动手实践能力和创新意识。
教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电路基础知识- 电路的定义、组成和分类(教材第2章)- 串联和并联电路的特点(教材第3节)2. 路灯控制开关原理- 路灯控制开关的分类及工作原理(教材第4章)- 自动控制开关与手动控制开关的比较(教材第5节)3. 实践操作- 制作简单的路灯控制开关电路(教材第6章实践活动)- 使用多用表测量电压、电流等基本物理量(教材第7节)4. 问题解决策略- 电路故障排查方法(教材第8章)- 故障分析与修复技巧(教材第9节)教学大纲安排:第一课时:电路基础知识学习,了解串联和并联电路的特点;第二课时:路灯控制开关原理学习,分析不同类型开关的工作原理;第三课时:实践操作,学生分组制作简单的路灯控制开关电路,学习使用多用表测量基本物理量;第四课时:问题解决策略学习,讨论电路故障排查方法,进行实际操作练习。
微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)
1 设计任务描述1.1设计题目路灯控制设计1.2设计内容1)天黑时路灯电亮,天亮时路灯关闭。
2)用中断模拟天黑。
1.2.1 设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识,提高应用微机解决问题的能力,加深对微机应用的理解。
通过查阅资料,结合所学知识进行软、硬件的设计,使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。
为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础1.2.2 设计要求1)通过K O—K7和K++来输入。
2)用LED指示灯显示结果。
3)输出为1灯亮,输入为0灯灭。
2设计思路本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。
通过中断信号来使路灯点亮,再经延时程序来使灯自动熄灭。
然后重新回到初始状态。
我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。
用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动,用ICW4来设置IR7非屏蔽。
设置中断控制器8255的控制字,让它A口输出来显示灯亮,。
由于我们没用到B口和C口,所以让B口输入C口高低四位均输出。
设置完控制字后,再使A口输出全为0(这时路灯初始状态为灭),接着让程序循环进入空操作。
当天黑需要路灯亮时,按下中断(代表天黑),程序从循环执行空操作中中断出来,使A口输出从全为0变成全为1(这时路灯全亮),程序后面连接一个延迟子程序,来控制灯亮的时间。
最后到了程序该结束的时候了,A口输出从全1再次变为全0(这时路灯全灭,代表夜晚已过,天亮了)。
这时程序本该结束了,程序结束后,又返回到中断控制器8259这部分,这样程序又可以通过按中断来控制灯亮,这样就简单又实用。
大体上程序主要分四大部分:输入部分,中断部分,延迟部分和输出部分。
结合所学的知识外加查找相关资料,把这几大部分合理的连接起来,从而实现一个完整、功能强大的程序。
3 主要元器件介绍13.1 所用芯片8255简介: 3.1.1 外部引线D0~D7为双向数据信号线,用来传送数据和控制字。
路灯控制课程设计
南京工程学院课程设计任务书课程名称检测技术及系统课程设计院(系、部、中心)电力工程学院专业电气工程及其自动化班级电气091 起止日期12.6.11~12.6.22指导教师许大宇目录1.模拟路灯控制系统的功能 (6)2.系统硬件设计 (6)2.1系统硬件设计总体框架 (6)2.2光线采集模块设计 (7)2.3 时钟模块设计 (8)2.4 灯泡显示电路 (9)2.5 复位电路 (10)3. 系统的流程图 (11)4. 实验原理及体会 (12)5. 参考资料 (13)6. 总体图 (13)随着数字技术和网络技术的发展,路灯数字化和网络化已经成为一种必然趋势。
城市的扩大,路灯数量的迅速增长,人工控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城市的发展。
因此对于路灯所采取的智能控制和节能措施已经非常有意义。
1 模拟路灯控制系统的功能本系统以LED 路灯为控制系统的研究对象。
以AT89C51单片机为控制核心,设计了一个路灯自动控制系统。
该系统利用时钟芯片DSl302计时,根据当地天黑天亮的时间对单片机进行编程设定,从而实现对路灯开关状态的时间控制;由光敏器件对环境光照度的采集,将采集信号送给单片机,当白天天气恶劣光线昏暗时,打开路灯照明。
2 系统硬件设计2.1系统硬件设计总体框架 系统硬件模块包含:系统总体框架如图一:图一 系统模块框架2.2光线采集模块设计光线采集模块通过光敏电阻Rl对外部光线进行采样,将采集到的模拟信号通过ADC0832芯片转换成数字信号,送单片机进行处理,执行相应的控制命令,其电路设计如图二所示。
图二光线采集电路光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光的转换(将光的变化转化为电的变化)。
光敏电阻器的阻值随入射光线(可见光)的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性(及光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。
微机原理红绿灯设计
微机原理课程设计报告书课题名称 红绿灯设计姓 名学 号 院、系、部 电气系 专 业 电子信息工程 指导教师孙秀婷、马丽2011年 1 月12日红绿灯设计一、设计目的※※※※※※※※※ ※※※※ ※※ ※※※※※※※※※2008级微机原理 课程设计查阅可编程并行芯片8255或其他相关资料,用简单的输入输出端口等硬件,配合延时和控制程序控制灯的亮灭。
通过对红、绿、黄LED(发光二极管)的控制熟练掌握8255A可编程并行接口的编程方法。
二、设计要求编写程序控制8255A可编程并行接口芯片,使红、绿、黄发光二极管按照十字路口交通信号灯的规律交替发光。
当按下任意键则停止运行,返回DOS。
1、红绿灯亮灭规律:a:初态为东西南北4个红灯全亮,禁止通行;b:经过一定时间南北路口绿灯亮东西路口红灯亮;c:经过一定时间,南北路口绿灯灭;d:南北路口黄灯闪烁;e:经过一定时间,4个路口红灯全亮。
f:经过一定时间,东西路口绿灯亮,南北路口红灯亮;g:东西路口绿灯灭;h:东西路口黄灯闪烁.i:转向步骤a循环执行。
三、电路及连线设计四、使用说明本次微机原理设计的题目为交通灯,它是通过对8255芯片和LED发光二极管的连接设计来模拟交通信号灯的控制,使红黄绿三色灯按照正常交通规则亮灭;十字路口交通信号灯的工作原理是在正常情况下以8086/8088的CPU与8255芯片相连接来实现的。
8255芯片包括四个口,即A口、B口、C口和控制口。
通过对其控制端口写入控制字,来设定8255的工作方式,在本设计中,使8255工作于方式0,将B口和C口都设计为输出,A口设计成输入。
其中B口控制东西方向的交通灯,C口控制南北方向的交通灯。
当程序正常运行时,依次为东西南北方向都是红灯,延时后,南北方向的绿灯和东西方向红灯亮,延时后南北方向的黄灯闪3次,随后南北方向的红灯和东西方向的绿灯亮,延时后,东西方向的黄灯闪3次,之后同理进行循环。
五、流程图设计六、程序设计如下:SSTACK SEGMENT STACK ;定义堆栈段DW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ;定义代码段ASSUME CS:CODE,SS:SSTACKSTART:MOV AL,90HMOV DX,9003HOUT DX,AL ;将8255控制字设置为10010000; B、C口输出 A口输入 工作方式0 RED: MOV AL,22HMOV DX,9001HOUT DX,AL ;东西方向红灯亮MOV DX,9002HOUT DX,AL ;南北方向红灯亮CALL DELAY ;调用延时程序DELAY NORMAL:STIMOV AL,88HMOV DX,9002HOUT DX,AL ;南北方向绿灯亮MOV AL,22HMOV DX,9001HOUT DX,AL ;东西方向红灯亮CALL DELAY ;调用演示程序DELAYMOV AL,00HMOV DX,9002HOUT DX,AL ;南北方向绿灯灭CALL DELAY1 ;调用演示程序DELAY1MOV CX,0005H ;将黄灯闪烁次数设为5 RECALL1:MOV AL,44HMOV DX,9002HOUT DX,AL ;南北方向黄灯亮CALL DELAY2XOR AL,ALOUT DX,AL ;南北方向黄灯灭CALL DELAY2 ;调用演示程序DELAY2LOOP RECALL1MOV AL,88HMOV DX,9001HOUT DX,AL ;东西方向绿灯亮MOV AL,22HMOV DX,9002HOUT DX,AL ;南北方向红灯亮CALL DELAYCALL DELAY ;两次调用演示程序DELAY,东西方向设为主干道 MOV AL,00HMOV DX,9001HOUT DX,AL ;东西方向绿灯灭CALL DELAY1 ;调用延时程序 DELAY1MOV CX,0005H ;将黄灯闪烁次数设为5RECALL2:MOV AL,44HMOV DX,9001HOUT DX,AL ;东西方向黄灯亮CALL DELAY2 ;调用延时程序DELAY2 XOR AL,ALOUT DX,AL ;东西方向黄灯灭CALL DELAY2 ;调用延时程序DELAY2LOOP RECALL2JMP NORMAL ;无条件跳转到NORMAL,实现循环 DELAY: PUSH CX ;延时程序 DELAYMOV BX,008FHT1:MOV CX,1000HT2:NOPNOPLOOP T2DEC BXCMP BX,0000HJNZ T1POP CXRETDELAY1: PUSH CX ;延时程序 DELAY1MOV CX,0FFFFHT3:NOPNOPLOOP T3POP CXRETDELAY2: PUSH CX ;延时程序 DELAY2MOV CX,0F900HT4:PUSH AXPOP AXLOOP T4POP CXRETCODE ENDSEND START七、设计总结:短短一周的微机原理课程设计已经过去了。
路灯控制课程设计
路灯控制课程设计1. 引言路灯是城市道路上的重要设施,对于保障夜间交通安全和提高行人的安全感起着至关重要的作用。
为了合理使用能源和减少能源浪费,路灯控制系统应能够根据实际需要智能地调节亮度和开关时间。
本文将介绍一个基于微控制器的路灯控制课程设计,旨在培养学生对嵌入式系统设计和自动控制的能力。
2. 设计目标与要求2.1 设计目标•开发一个能够根据环境亮度自动调节亮度的路灯控制系统。
•实现远程监控和管理功能,方便运维人员对路灯进行状态监测和故障排查。
•提高能源利用率,减少能源浪费。
2.2 设计要求•使用微控制器作为控制核心,具备较强的计算和通信能力。
•集成光敏传感器,实时感知环境亮度。
•支持无线通信,便于远程监控和管理。
•能够通过调节电流或PWM方式实现对LED灯的亮度调节。
•具备实时时钟功能,能够根据时间自动开关路灯。
3. 系统硬件设计3.1 控制核心选择本设计选择STM32系列微控制器作为控制核心,具有较高的性能和丰富的外设资源,适合嵌入式系统设计。
3.2 光敏传感器选型与接口设计光敏传感器采用模拟输出型光敏电阻,通过ADC接口将模拟信号转换为数字量进行处理。
3.3 LED灯驱动电路设计LED灯采用恒流驱动方式,通过PWM信号调节占空比实现亮度调节。
3.4 通信模块选型与接口设计通信模块选择无线WiFi模块,通过UART接口与微控制器进行通信。
3.5 实时时钟电路设计实时时钟电路采用DS3231芯片,通过I2C接口与微控制器进行通信。
4. 系统软件设计4.1 硬件初始化与配置在系统启动时,对各个外设进行初始化和配置,包括GPIO、ADC、PWM、UART和I2C等。
4.2 光敏传感器数据采集与处理定时采集光敏传感器数据,并根据实际亮度情况调节LED灯的亮度。
4.3 通信模块驱动与远程监控通过WiFi模块实现与远程服务器的通信,将路灯状态信息上传到服务器并接收远程控制命令。
4.4 实时时钟功能实现根据实时时钟模块提供的时间信息,自动开关路灯。
微机原理及机电接口技术课程设计红绿灯
微机原理及机电接口技术课程设计第五组题目十字路口交通灯控制系统一.明确任务1.任务要求1)、模拟十字路口交通灯变化规律能实现通行时间的倒计时显示;当特种车(消防、警车等)通过时,中断保护现场并使四个口红灯全亮,中断消除后恢复现场。
2)、用开关控制中断信号2.任务分析1)南北东西道路有信号灯显示2)2位7段数码管显示通行和禁行倒计时3)针对特种车经过要设计相应的中断程序,并且中断返回后能信号灯按原来的状态继续进行道路控制。
二.总体设计1. 设计方案十字路口有南北方向和东西方向,每个方向都设有红、黄、绿三色交通信号灯12盏,并配有相应的亮灯倒计时显示4组。
当南北为绿灯或黄灯时,东西向一定是红灯,即南北绿灯时间加南北黄灯时间应等于东西红灯时间。
系统开始工作,南北路口绿灯亮,南北方向数码管进行绿灯50S倒计时显示,东西路口的红灯亮,东西方向数码管进行红灯55S倒计时显示。
当东西禁行方向剩5S时,南北通行方向的绿灯灭黄灯亮,同时数码管进行5S黄灯倒计时显示,5S后黄灯熄灭红灯亮,并进行南北红灯倒计时,同时东西方向红灯55S计时时间到红灯灭绿灯亮,东西向开始通行南北向禁行。
同样东西向绿灯50S计时时间到后转为黄灯,黄灯5S计时时间到再转为红灯,之后重复上述过程。
另设有点动按钮用来发出特种车经过时的中断信号2.单片机选型选择89C51系列单片机3.划分系统软、硬件功能数码管采用共阴极七段码动态显示4.确定系统结构组成时钟电路,复位电路,红绿黄灯指示电路(采用各色发光二极管代替),动态显示电路和简单按键电路三.硬件电路设计P0示位选控制。
P3.3作为外部中断输入口P1.0:南北向红灯,高电平点亮P1.1:南北向黄灯,高电平点亮P1.2:南北向绿灯,高电平点亮P1.3:东西向红灯,高电平点亮P1.4:东西向黄灯,高电平点亮P1.5:东西向绿灯,高电平点亮P2.7:南北向十位数码管位选信号P2.6:南北向个位数码管位选信号P2.5:东西向十位数码管位选信号P2.4:东西向个位数码管位选信号P0.0:数码管aP0.1:数码管bP0.2:数码管cP0.3:数码管dP0.4:数码管eP0.5:数码管fP0.6:数码管gP3.3:中断按钮,点动南北东西全部禁行,特种车通过四.软件设计1.片内RAM的定义A_BIT EQU 20H :用于存放南北十位数B_BIT EQU 21H :用于存放南北个位数C_BIT EQU 22H :用于存放东西十位数D_BIT EQU 23H :用于存放东西个位数TEMP1 EQU 24H :南北方向要显示的时间TEMP2 EQU 25H :东西方向要显示的时间SEC EQU 30H:1S计时标志2.程序设计由设计方案描述交通灯的显示可以分为以下4种状态:状态一:南北绿灯亮并从50S开始倒计时显示,东西红灯亮并从55S开始倒计时显示状态二:南北黄灯亮并从5S开始倒计时显示,东西红灯亮并继续55S倒计时显示状态三:南北红灯亮并从55S开始倒计时显示,东西绿灯亮并从50S开始倒计时显示状态四:南北红灯亮并继续55S 倒计时显示, 东西黄灯亮并从5S 开始倒计时显示3.设计流程图主程序流程图INT1中断程序流程图4.源程序:A_BIT EQU 20H ;用于存放南北十位数B_BIT EQU 21H ;用于存放南北个位数C_BIT EQU 22H ;用于存放东西十位数D_BIT EQU 23H ;用于存放东西个位数TEMP1 EQU 24HTEMP2 EQU 25HSEC EQU 30H ;1S计时标志ORG 0000HAJMP MAINORG 0013HAJMP INTORG 0100HMAIN:MOV SP,#45HMOV IE,#84H ;开INT0中断SETB IT1 ;下降沿触发MOV TMOD,#01H ;定时器初始化MOV TH0,#3CH ;50ms定时初值MOV TL0,#0B0HSETB TR0 ;启动定时器T0MOV SEC,#20 ;1S循环常数MOV R7,#50 ;绿灯时间MOV R6,#5 ;黄灯时间MOV R5,#55 ;红灯时间MOV R4,#10 ;全部红灯的时间STA1:MOV P1,#00001100B ;南北绿灯东西红灯ST1:MOV TEMP1,R7MOV TEMP2,R5ACALL CONVERT ;调用BCD码转换子程序STLOP1: ACALL DISPLAY ;调用显示子程序JNB TF0,STLOP1 ;50MS定时未到,转到STLOP1 CLR TF0DEC SECMOV A,SECCJNE A,#0,STLOP1 ;1S定时未到转到STLOP1 MOV SEC,#20DEC R5 ;东西倒计时数减一DJNZ R7,ST1 ;南北倒计时数减一MOV R7,#50STA2:MOV P1,#00001010B ;南北黄灯东西红灯ST2:MOV TEMP1,R6MOV TEMP2,R5ACALL CONVERT ;调用BCD码转换子程序STLOP2: ACALL DISPLAY ;调用显示子程JNB TF0,STLOP2CLR TF0DEC SECMOV A,SECCJNE A,#0,STLOP2MOV SEC,#20DEC R5DJNZ R6,ST2MOV R6,#5MOV R5,#55STA3:MOV P1,#00100001B ;南北红灯东西绿灯ST3:MOV TEMP1,R5MOV TEMP2,R7ACALL CONVERT ;调用BCD码转换子程序STLOP3: ACALL DISPLAY ;调用显示子程JNB TF0,STLOP3CLR TF0DEC SECMOV A,SECCJNE A,#0,STLOP3MOV SEC,#20DEC R5DJNZ R7,ST3MOV R7,#50STA4:MOV P1,#00010001B ;南北红灯东西黄灯ST4:MOV TEMP2,R6MOV TEMP1,R5ACALL CONVERT ;调用BCD码转换子程序STLOP4: ACALL DISPLAY ;调用显示子程JNB TF0,STLOP4CLR TF0DEC SECMOV A,SECCJNE A,#0,STLOP4MOV SEC,#20DEC R5DJNZ R6,ST4MOV R6,#5MOV R5,#55AJMP STA1INT: ;中断子程序PUSH 90H ;存入46H中PUSH PSWPUSH 00HPUSH 01HPUSH 02HPUSH 05HPUSH 06HPUSH 07HPUSH 20HPUSH 21HPUSH 22HPUSH 23HPUSH 24HPUSH 25HPUSH 30HPUSH TH0PUSH TL0MOV P1,#09H ;全部红灯CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV SEC,#20L3:MOV TEMP1,R4MOV TEMP2,R4ACALL CONVERT ;调用BCD码转换子程序L4:ACALL DISPLAY ;调用显示子程JNB TF0,L4CLR TF0DEC SECMOV A,SECCJNE A,#0,L4MOV SEC,#20DJNZ R4,L3MOV R4,#10POP TL0POP TH0POP 30HPOP 25HPOP 24HPOP 23HPOP 22HPOP 21HPOP 20HPOP 07HPOP 06HPOP 05HPOP 02HPOP 01HPOP 00HPOP PSWPOP 90HRETI转换子程序CONVERT:MOV A,TEMP1 ;将南北要显示的数存放到A MOV B,#10DIV AB ;A除以B商存A,余数存B MOV A_BIT,A ;将A放到20HMOV B_BIT,B ;将B放到21HMOV A,TEMP2 ;将东西要显示的数存放到A MOV B,#10DIV AB ;A除以B商存A,余数存B MOV C_BIT,A ;将A放到22HMOV D_BIT,B ;将B放到23HRETDISPLAY: MOV DPTR ,#TAB ;显示子程序DPLOP1: MOV A,A_BIT ;将南北要显示的10位数送A MOVC A,@A+DPTR ;查表MOV P0,ACLR P2.7 ;显示南北10位数ACALL D1MS ;延时1MSSETB P2.7 ;灭南北10位数MOV A,B_BIT ;将南北要显示的个位数送A MOVC A,@A+DPTR ;查表MOV P0,ACLR P2.6 ;显示南北个位数ACALL D1MS ;延时1MSSETB P2.6 ;灭南北个位数MOV A,C_BIT ;将东西要显示的10位数送A MOVC A,@A+DPTR ;查表MOV P0,ACLR P2.5 ;显示东西10位数ACALL D1MS ;延时1MSSETB P2.5 ;灭东西10位数MOV A,D_BIT ;将东西要显示的个位数送A MOVC A,@A+DPTR ;查表MOV P0,ACLR P2.4 ;显示东西个位数ACALL D1MS ;延时1MSSETB P2.4 ;灭东西个位数RETD1MS:MOV R3,#250 ;1MS延时子程序D2:NOPNOPDJNZ R3,D2RETTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END。
路灯控制器课程设计
路灯控制器 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握路灯控制器的基本原理与电路组成;2. 学生能描述路灯控制器中各电子元件的功能和相互关系;3. 学生了解路灯控制器在智慧城市建设中的应用及其节能意义。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的路灯控制器电路图;2. 学生能够通过实际操作,完成对路灯控制器的组装和调试;3. 学生能够运用问题解决策略,对路灯控制器进行故障排查和优化。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,增强学习动力;2. 学生通过团队协作,培养合作精神和沟通能力;3. 学生认识到科技对智慧城市建设的重要性,增强环保意识和责任感。
课程性质:本课程属于电子技术实践课,注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点:六年级学生对电子技术有一定的好奇心和探索欲望,具备一定的动手能力和问题解决能力。
教学要求:结合学生特点,采用任务驱动法和分组合作学习,注重培养学生的实践能力和创新精神,将理论知识融入实际操作中,提高学生的综合素养。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述具体的学习成果,为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容本课程依据课程目标,选择以下教学内容:1. 路灯控制器原理介绍:讲解路灯控制器的基本工作原理,包括光控、时控等关键技术;- 教材章节:第三章《自动控制电路》第2节《路灯控制器》。
2. 电子元件功能与电路组成:介绍路灯控制器中常用电子元件的功能及电路连接方式;- 教材章节:第二章《常用电子元件》。
3. 路灯控制器电路设计:学习如何设计简单的路灯控制器电路图;- 教材章节:第四章《电路设计》。
4. 路灯控制器组装与调试:动手实践,完成对路灯控制器的组装和调试;- 教材章节:第五章《电子制作》。
5. 故障排查与优化:教授学生运用问题解决策略,对路灯控制器进行故障排查和优化;- 教材章节:第六章《故障分析与维修》。
6. 案例分析:分析路灯控制器在智慧城市建设中的应用及其节能意义;- 教材章节:第八章《电子技术应用》。
微机原理课程设计报告——红绿灯
安徽科技学院机电与车辆工程学院课程教学实习(设计)总结实习内容:实习地点:实习时间:学年第学期第周学号:姓名:专业:班级:年月日目录第一章系统设计 (2)1.1题目要求 (2)1.2 方案论证 (3)1.3实施方案 (5)1.4 原理及说明 (5)第二章硬件设计 (6)2.1硬件结构 (6)2.2 硬件单元电路及相关说明 (7)2.2.1 8086的功能引脚图 (7)2.2.2可编程并行通信接口芯片8255A (8)第三章软件设计 (11)3.1 设计流程图 (11)3.2 交通灯波形图 (12)3.3模块分析(流程图与部分核心代码及相关说明) (12)3.3.1 8255A工作方式初始化及读取B端口的数据 (12)3.3.2 南北方向红绿灯工作情况 (13)3.3.3 东西方向红绿灯工作情况 (14)第四章系统调试 (16)4.1调试手段 (16)4.2 调试过程中的问题 (16)4.3解决办法 (17)第五章总结 (18)参考文献 (19)第一章系统设计1.1题目要求(PS下面有些看不清楚地,你只要用word2003打开就可以看到了,)一、任务:掌握通过8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二级管的亮与灭。
二、要求:用8255做输出口,控制十二个发光管亮灭,模拟交通灯管理。
1.2 方案论证方案一:1.在某一南北方向和东西方向的十字路口,每个方向都有红,黄,绿三色交通信号灯,要求信号灯按下列规则变化:(1)首先使某一方向绿灯亮,另一方向红灯亮。
当出现下述情况之一时,开始变灯:其一是红灯已亮30S;其二是红灯路口停留的车辆已达五辆。
(2)变灯应遵循的规律:首先使绿灯闪烁5S(注:0.5S灭,0.5S亮,重复5次),接着绿灯灭,黄灯亮5S后,使得黄灯灭,红灯亮,紧接着使另一方向的红灯变为绿灯。
在一个方向由绿灯变红灯的过程中,另一方向的红灯保持不变。
图1-18255A和8253工作流程图2.画出硬件框图,编写控制程序。
数电路灯控制课程设计
数电路灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,理解基本逻辑门的工作原理。
2. 学习并掌握用逻辑门实现简单灯控制电路的设计方法。
3. 了解并掌握真值表、逻辑表达式和逻辑图之间的转换。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单数字电路的能力。
2. 提高学生分析和解决数字电路问题的能力。
3. 培养学生动手实践、团队协作的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,养成勤奋、刻苦的学习习惯。
3. 增强学生的环保意识,让学生认识到数字电路在节能减排方面的意义。
本课程针对初中生设计,结合学生年龄特点和认知水平,以实践性和趣味性为主,注重培养学生的动手能力和团队协作精神。
课程内容与课本知识紧密结合,通过设计简单的数电路灯控制实验,使学生在实践中掌握数字电路的基本原理和设计方法,提高学生的创新意识和实际操作能力。
课程目标的设定旨在让学生在学习过程中,既能掌握基础知识,又能提高实践技能,同时培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 数字电路基础知识:逻辑门(与门、或门、非门、异或门等)的工作原理和特性,逻辑信号的传递。
2. 灯控制电路设计:使用逻辑门设计简单的灯控制电路,如定时开关、按钮控制等。
3. 真值表、逻辑表达式和逻辑图:介绍三者之间的关系,学会互相转换的方法。
4. 实践操作:动手搭建灯控制电路,观察并分析电路的工作状态。
5. 电路分析:分析所设计电路的功能,理解电路中各个组件的作用。
教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,制定以下教学大纲:第一课时:数字电路基础知识学习,介绍逻辑门原理,分析逻辑信号传递。
第二课时:学习真值表、逻辑表达式和逻辑图的转换方法,理解其内在联系。
第三课时:设计简单的灯控制电路,讲解电路设计原理,引导学生进行实际操作。
第四课时:实践操作,学生分组搭建灯控制电路,观察电路工作状态,进行电路分析。
路灯控制课程设计
路灯控制课程设计1、经济效益1ED路灯较传统高压钠灯节约用电60%(理论计算最高可达75%),政府每年的电费总额为800亿元人民币,其中城市路灯照明电费约是政府电费总额的30%,约240亿元,则每年可以节约144亿元。
由上所述,红灯时期,甲组灯组单独工作,实现小功率工作;绿灯时期,甲乙两组同时工作,实现大功率工作;下一红灯时期,乙组灯组单独工作,依次循环轮流工作(即以每两组红绿灯为一周期,甲乙工作时间均为四分之三周期).假设红绿灯工作时间均为t(为计算简便起见,黄灯的时间算为红灯时间),甲乙两组灯的功率均为P,则可以实现节能25%。
如果在此基础上,在保证灯亮度的同时,适当降低压降,又可以进一步提高节能效果。
因为通过降低供电电压的方法不但可以节能,还可延长光源的寿命,是一种较好的节能方式。
当降低供电电压10%来运行,则光通量减少为额定值的70%,而此时消耗功率可减少50%o2、前景展望采用1ED路灯虽然成本有所增加,但却有着良好的经济效益和社会效益。
基于P1C控制系统的1ED路灯照明,一方面使城市道路交通通行设计更加科学合理,缓解了城市交通压力;另一方面减少了1ED灯的工作时间,减少其散热量,增加其冷却时间,从而延长了1ED路灯的寿命。
同时,1ED灯较传统高压钠灯有节能、环保的巨大优势,随着1ED路灯的普及,此优化系统必将为1ED路灯赢得更大的节能空间。
在当前国家大力倡导节能减排,人们的节约意识日益提高的社会背景下,城市1ED 路灯综合节能系统必将有广阔的前景和美好的未来。
3、1ED城市路灯与红绿灯控制系统结合方案具体实施为了便于实施和推广本设计方案,我们本着基本不改变原十字路口红绿灯交通系统的原则,将每段1ED路灯控制系统和红绿灯系统结合起来。
本方案所设计的电路图分为三部分:红绿灯信号激发装置、时序逻辑信号转换装置、1ED路灯智能工作装置。
首先利用红绿灯信号激发装置将红绿灯的工作情况转换成高电平(绿灯和黄灯工作期间),低电平(红灯工作期间),然后运用双向移位寄存器741S194组成的时序逻辑信号转换装置来将高低电平矩形脉冲信号转换成合适的脉冲信号,从而使1ED路灯能够智能工作。
路灯照明plc课程设计
路灯照明plc课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在路灯照明系统中的应用;2. 学生能够掌握PLC编程的基础知识,包括逻辑运算、定时器、计数器等功能的使用;3. 学生能够了解路灯照明系统中涉及到的传感器的工作原理及其与PLC的连接方式。
技能目标:1. 学生能够运用PLC进行简单的路灯控制程序编写,实现路灯的自动开关及调光功能;2. 学生通过课程学习,能够分析和解决路灯照明系统中与PLC相关的问题;3. 学生具备团队协作能力,能够与同伴共同完成路灯照明PLC课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对自动化控制技术的兴趣,激发学习PLC及相关技术的热情;2. 学生在学习过程中,树立正确的工程观念,注重实践与创新;3. 学生能够关注路灯照明系统在节能减排方面的意义,增强环保意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够独立完成路灯照明PLC控制系统的设计与编程;2. 学生能够对已有的PLC程序进行调试与优化,提高路灯照明系统的运行效率;3. 学生通过课程学习,能够撰写课程报告,总结自己在课程设计过程中的收获与不足。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标,主要包括以下几部分:1. PLC基本原理:介绍PLC的发展历程、结构组成、工作原理及性能特点,使学生了解PLC在工业控制中的应用。
2. PLC编程基础:讲解PLC的编程语言(如梯形图、指令表等)、逻辑运算、定时器、计数器等基本编程元件的使用,为学生编写路灯控制程序奠定基础。
3. 路灯照明系统概述:介绍路灯照明系统的基本构成、工作原理及控制系统设计要求。
4. 传感器与PLC接口技术:讲解传感器的工作原理、类型及与PLC的连接方式,使学生了解传感器在路灯照明系统中的作用。
5. 路灯控制程序设计与实现:根据实际需求,引导学生进行PLC程序设计,实现路灯的自动开关、调光等功能。
路灯控制器设计
综述科技的进步,科技的进步,人们的生活质量越来越好,体力劳作越来越少、人们的生活质量越来越好,体力劳作越来越少、、、、、这都是自动化给人们动化给人们 的解放,相信在不久的将来,达赖难过的自动化技术越来越多的出现在我们的生活中,现在我们的生活中,出现在我们的身边。
出现在我们的身边。
出现在我们的身边。
灯具使我们人场生活中必不可少的照明灯具使我们人场生活中必不可少的照明工具,二十一世纪的今天,节能是一种美德,是一种潮流。
我们在运用灯具时,作为使用者,既想节能,作为使用者,既想节能,又不想给自己带来频繁操作的麻烦。
又不想给自己带来频繁操作的麻烦。
又不想给自己带来频繁操作的麻烦。
灯具控制器能满足灯具控制器能满足使用者的要求,他在白天的时候(或者说是光线亮时)灯具不会亮,没有声音时,灯具也不会亮,当有声音时,在晚上才会亮,延迟一段时间后,灯具自动熄灭。
使人们避免了开关灯具的动作。
路灯控制器,可以在走廊、卫生间、楼道、及道路两旁的路灯上安装,这样既方便了自身,也节约了能源。
1电路工作框图路灯控制器的系统框图如下所示,由光电变换、振荡电路、路灯开关控制电路、计时器计数器等组成。
路、计时器计数器等组成。
图1电路工作框图电路工作框图2 路灯控制电路原理图设计如下图设计的路灯控制器电路原理图,使此路灯控制器白天,光敏电阻R2呈现低阻状态,呈现低阻状态,VT1VT1基极电位降低,基极电位降低,VT1VT1和VT2处于截止状态,处于截止状态,继电器继电器K 不吸合,灯L 不亮。
当夜幕降临时,不亮。
当夜幕降临时,R2R2阻值逐渐变大,阻值逐渐变大,VT1VT1基极电阻上升,当上升到一定程度后,程度后,VT1VT1导通,导通,VT2VT2随之导通,继电器K 吸合,灯L 点亮。
图2 2 电路原理图电路原理图电路原理图稳压电路光控电路光控电路 声控电路声控电路声光控电路延时电路延时电路 开关电路开关电路 照明电路照明电路整流电路电源电路电源电路2.1光敏电阻调光路光敏电阻调光路当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加,当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加,使加在电容上的电压上升,使加在电容上的电压上升,使加在电容上的电压上升,达达到增大照明灯两端电压的目的。
路灯控制系统设计
目录第一章总体设计 (2)第二章硬件设计 (2)2.1 硬件设计原则 (2)2.2 硬件设计思路 (3)2.3 时钟电路 (4)2.4 复位电路 (4)2.4.1可靠性 (4)2.4.2 人工复位 (5)2.5 按键电路 (6)2.6 显示电路 (7)2.6.1 显示方式选择 (7)2.6.2 LED的驱动和显示 (7)2.7 路灯电路 (8)附录一元器件清单 (9)附录二主程序清单 (9)第一章总体设计我们在设计路灯系统控制器之前,先了解系统所要实现的各个功能情况。
在设计的过程中,除了要让硬件电路简洁外,还要兼顾软件不能过于复杂。
这样才能达到设计的实际要求,硬件支持软件,软件带动硬件。
本电路设计的主要思路是:对路灯实现实时控制,最基本的程序是时钟显示程序,之后的设定开灯和关灯时间并能对路灯进行实时控制都是在基本程序上扩展而得到的。
时钟显示程序中最关健是否对数码管进行动态扫描的子程序放在哪里,本课设中把动态扫描程序放在T0中断里,中断的时间是非1MS,也就是说每1MS扫描一次,扫描频率非常快,利用了人眼的视觉残留特性,使程序更加简洁.调时程序和对路灯的单路控制程序都是按键进行控制的.所以对对按键的控制显得尤为重要了.本课设主程序中一直在对所有的按键进行扫描,当按键一有动作,在第一时间就执行相应的程序,达到实时控制的目的.根据任务书上的要求进行综合分析,总设计方案分为以下几个步骤:根据路灯控制系统的功能,选用合理元器件并画出总体原理图。
(见附录Ⅰ)画出各个程序流程图的各模块。
完成主程序及实现模块调用。
硬件电路的焊接及调试。
硬件软件的综合调试及程序烧制。
制作PCB版根据上述步骤,设计总体方案的流程图可简化为如下:第二章硬件设计2.1 硬件设计原则一般对于大型的硬件设计的主要思路如下:一个大型的单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:一是系统扩展,二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,要设计合适的接口电路。
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1 设计任务描述1.1设计题目路灯控制设计1.2设计内容1)天黑时路灯电亮,天亮时路灯关闭。
2)用中断模拟天黑。
1.2.1 设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识,提高应用微机解决问题的能力,加深对微机应用的理解。
通过查阅资料,结合所学知识进行软、硬件的设计,使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。
为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础1.2.2 设计要求1)通过K O—K7和K++来输入。
2)用LED指示灯显示结果。
3)输出为1灯亮,输入为0灯灭。
2设计思路本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。
通过中断信号来使路灯点亮,再经延时程序来使灯自动熄灭。
然后重新回到初始状态。
我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。
用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动,用ICW4来设置IR7非屏蔽。
设置中断控制器8255的控制字,让它A口输出来显示灯亮,。
由于我们没用到B口和C口,所以让B口输入C口高低四位均输出。
设置完控制字后,再使A口输出全为0(这时路灯初始状态为灭),接着让程序循环进入空操作。
当天黑需要路灯亮时,按下中断(代表天黑),程序从循环执行空操作中中断出来,使A口输出从全为0变成全为1(这时路灯全亮),程序后面连接一个延迟子程序,来控制灯亮的时间。
最后到了程序该结束的时候了,A口输出从全1再次变为全0(这时路灯全灭,代表夜晚已过,天亮了)。
这时程序本该结束了,程序结束后,又返回到中断控制器8259这部分,这样程序又可以通过按中断来控制灯亮,这样就简单又实用。
大体上程序主要分四大部分:输入部分,中断部分,延迟部分和输出部分。
结合所学的知识外加查找相关资料,把这几大部分合理的连接起来,从而实现一个完整、功能强大的程序。
3 主要元器件介绍13.1 所用芯片8255简介: 3.1.1 外部引线D0~D7为双向数据信号线,用来传送数据和控制字。
、RD为读信号线,与其它信号线一起实现对8255接口的读操作通常接系统总线的IOR信号。
WR为写信号线,与其它信号一起实现对8255的写操作,通常接系统总线的IOW。
CS为片选信号线,当它为低电平(有效)时,才能选中该8255芯片,也才能对8255进行操作。
、A0,A1为口地址选择信号线。
8255内部有3个口;A口,B口,C 口,还有一个控制寄存器,它们可由程序寻址。
A0,A1上的不同编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器,具体规定如下:A1 A选择0 0 A口0 1 B口1 0 C口1 1 控制寄存器通常 A0,A1分别接系统总线A和 A1,它们与CS一起来决定8255的接口地址。
RESET为复位输入信号。
此端上的高电平可使8255复位。
复位后,8255的A口,B口,C 口均被定为输入状态。
PA0~PA7为A口的8条输入输出信号线。
PB0~PB7为B口的8条输入输出信号线。
PC0~PC78条线根据其工作方式可作为数据的输入或输出线,也可以用作控制信号的输出或状态信号的输入线。
3.1.2 8255有三种工作方式:方式0、方式1和方式2。
①:方式0--基本输入/输出在此工作方式下,每个口都作为基本的输入输出口,C口的高4位和低4位以及A口和B 口都可独立地设置为输入口和输出口。
在此工作方式下:输出的数据被锁存,而输入的数据不被锁存。
而且,在方式0之下,C口还有按位置位和复位的能力。
②:方式1--选通输入/输出此工作方式下,三个端口分为A、B两组,A、B两个口仍用作数据输入输出口,而C口分成两部分,分别作为A口和B口的联络信号。
在8255A中,联络信号是3位,两个数据口,共用去C口的6位,剩余的两位仍可作为数据位使用。
③:方式2--双向选通输入/输出此工作方式只限于A组使用,在A口工作于双向输入输出方式时,要利用C口的5条线才能实现此时B口子能工作在方式0或方式1,而C口剩下的3条线可作为输入输出线使用或用作B口方式1之下的控制线。
当A口工作在方式2时,B口可以在方式0或方式1工作。
23.1.3 8255的寻址:8255占外设编址的4个地址,即A口,B口,C口和控制寄存器各占一个外设接口地址。
对同一个地址分别可以进行读写操作。
例如,读A口可将A口的数据读出;写A口可将CPU 的数据写入A口并输出。
8255方式0基本功能:方式0是基本输入/输出方式。
其功能如下:①进行数据传送时不需要联络信号。
②任一设置成方式0的端口均可设置成输入或输出。
③输出具有锁存功能。
④输入没有锁存功能。
⑤每一个8位口和4位口均可设置成方式0。
如果所有的8位口和4位口都设置成方端口是否具有锁存功能是需要注意的。
如果具有锁存功能,则8255A可作为CPtJ与外设3之间数据传送的中转站。
这时,CPU与外设之间数据传送是异步的。
如果没有锁存功能,则8255A作为数据通道,仅起单向三态门的作用。
这时,CPU与外设之间数据传送是同步的。
方式0的输出具有锁存功能,而输入没有锁存功能。
可编程并行接口8255引线图C口的位选择D3 D2 D1选择000PC0001PC1010 PC2011 PC3100 PC44101 PC5110 PC6111 PC7C口的按位操作控制字格式A组控制 B组控制口低四位口八位1口高四位口8位120:位操作1:方式选择8255的控制字格式3.2 所用芯片8259简介:3.2.1 8259的外部引线D0~D7为双向数据信号线,与系统总线的数据线相连接。
WR、RD为写和读控制信号,与系统总线的读写信号相连接。
56CS 为片选信号,只有CS 为低电平时,才能实现CPU 对8259的写或读操作。
A 0是8259内部寄存器的选择信号。
它的不同状态,对应不同的内部寄存器。
INT 为8259的中断请求输出信号。
可直接接到CPU 的INTR 输入端。
INTA 为中断响应输入信号。
在中断响应过程中CPU 的中断响应信号由此端进入8259. CAS 0~CAS 2为级联控制线。
当多片8259级联工作时,其中一片为主控级联芯片,其他均为从属级芯片。
主控级芯片的CAS 0~CAS 2作为输出,连接到个从属级芯片的CAS 0~CAS 2上。
当某从属8259提出中断请求时,主控级8259通过CAS 0~CAS 2送出相应的编码给从属级,是从属级中断被允许。
SP/EN 为双功能引线。
当工作在缓冲模式时,它为输出,用以控制缓冲传送;在非缓冲模式时,它用作输入。
当SP=1时,指定8259芯片为主控级;SP=0时,指定它为从属级。
IR 0~IR 7中断请求输入端。
其他外设中断请求可加在8259的IR 0~IR 7的任一端上。
该信号可以使上升沿有效,也可以时高电平有效。
8259的内部有多个寄存器,其中包括: 中断请求寄存器(IRR ),其内部保存着所有外部中断源IR 0~IR 7的中断请求状态。
任何一个中断源发生请求,其相应位为1;一旦得到响应,则相应位复位。
中断服务寄存器(ISR ),用来保存所有正在服务的中断源。
当8259受到中断结束命令时,其寄存的状态进行调整。
中断屏蔽寄存器(IMR),保存着被屏蔽的所有中断源。
其屏蔽功能可用命令修改。
8259引线图3.2.2 8259的内部控制字CPU 命令分为两大类:一类时初始化命令字(ICW ),主要使8259处于初始状态;另一类是操作命令字(OCW ),使处于初始状态的8259去执行具体的某种操作方式。
操作命令字可在8259初始化后的任何时刻写入。
(1) 初始化命令字7①初始化命令字ICW1A 0=0为偶地址。
在A 0=0,D 4=1时为写入。
ICW4ICW4 82598259级联 4 8仅用于8080、85模式1:电平触发 0:边沿触发初始化命令字ICW1②初始化命令字ICW2 A 0=1为奇地址。
③初始化命令字ICW3A 0=1为奇地址。
该字是用于多片8259级联的。
在主控8259中,ICW3的每一位对应一个IR 输入。
哪一位为1,表示相应的IR 接从属8259.从属8259的ICW3的最低三位的编码用以表示该从属8259接至主控8259的IR 编号。
主控ICW31:相应IR 接从属82590:不接8259从属ICW33位编码对应从属8259接主控的IR编号初始化命令字ICW3④初始化命令字ICW4A=1为奇地址。
模式模式EOI\从属片\主控片0:一般嵌套方式初始化命令字ICW4(2)操作命令字OCW①操作命令字OCW1。
当这个8位的操作命令字的某一位置1时,它就屏蔽相对的IR输入。
②操作命令字OCW2。
IR的最低优先级891 0 1 循环优先级的一般EOI 命令1 0 0 在自动EOI 下置循环优先级 自动循环0 0 0 在自动EOI 下清循环优先级1 1 1 循环优先级的特殊EOI 命令1 1 0 设置优先级 特殊循环 0 1 0 无效操作命令字OCW2该命令字用来设置优先级是否循环、循环的方式及中断结束的方式。
R 为优先级循环控制位,R=1为循环优先级;R=0为固定优先级。
L 2、L 1、L 0为系统最低优先级编码,用它们来指定哪个IR 优先级最低。
EOI 是中断结束命令。
③操作命令字OCW3。
:无效 :可读IRR :可读ISR :允许查询 0:不查询操作命令字OCW33.2.3 8259的初始化顺序4源程序清单及注释SSTACK SEGMENT STACK10DW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: PUSH DSMOV AX, 0000H ;初始化中断向量表MOV DS, AXMOV SI, 003CHMOV DX, OFFSET LIGHT ;送偏移量MOV [SI],DXMOV AX,SEG LIGHT ;送段地址MOV SI,003EHMOV [SI],AXCLI ;关中断POP DS;初始化主片8259SET8259: MOV AL, 13HOUT 20H, AL ;ICW1 边沿触发单片要ICW4MOV AL, 08HOUT 21H, AL ;ICW2 中断向量码MOV AL, 01HOUT 21H, AL ;ICW3 非缓冲非自动 8088MOV AL, 7FHOUT 21H, AL ;ICW4 OCW1 IR7非屏蔽STI ;开中断;初始化芯片8255SET8255: MOV DX,0646HMOV AL,82HOUT DX,AL ;A口输出,B口输入,C口输出 MOV DX,0640HMOV AL,00HOUT DX,AL ;路灯初始都是灭的AA1: NOPJMP AA1LIGHT: PUSH DXPUSH AX ;保护现场LDCT: MOV DX,0642H ;路灯点亮程序IN AL,DXCMP AL,01HMOV AL,0FFHMOV DX,0640HOUT DX,AL ;天黑路灯全亮 MOV CX,3CET3: CALL SOFTDLY ;点亮时间模拟 LOOP CET3JMP STOPSTOP:MOV DX,0640H ;结束程序MOV AL,00HOUT DX,AL ;天亮路灯灭MOV AL,20H ;OCW2中断结束OUT 20H,ALPOP AXPOP DX ;恢复现场 STIJMP SET8259SOFTDLY PROC ;延时子程序PUSH BXPUSH CXMOV BL,100DELAY: MOV CX,2801WAIT1: LOOP WAIT1DEC BLJNZ DELAYPOP CXPOP BXRETSOFTDLY ENDPSTIIRET ;中断返回CODE ENDSEND START5 设计原理流程图6实际硬件电路接线图设计总结参考文献1.周明德.微型计算机系统原理与应用(第四版).北京:清华大学出版社2.王正洪.朱正伟.马正华.微机接口与应用.北京:清华大学出版社3.范会敏.李晋惠.微型计算机原理与接口技术应用.北京:科学出版社4.沈鑫剡.微机原理与应用学习辅导.北京:清华大学出版社5.韩进宏.贾鹏.微型计算机原理与接口技术实验指导书.北京:机械工业出版社6.李伯成.侯伯亨.张毅坤.微型计算机原理及应用.西安:电子科技大学出版社。