课程设计实验报告 交通灯控制功能设计

《微机原理与接口技术》课程设计实验报告

题目：交通灯控制功能设计

指导老师：

专业：信息科学与工程学院

班级：自动化0807班

日期：2011-1-5

微机课程设计——交通灯控制系统

目录

一、设计思想和实施方案论述，硬件原理图及分析

1.1、课程设计名称

1.2、课程设计要求

1.3、课程设计目的

二、设计思想和实施方案论述，硬件原理图及分析

2.1、设计思想和实施方案

2.2、硬件原理图

三、典型模块以及典型编程技巧分析

3.1、8086典型模块分析

3.2、编程技巧分析

四、设计中遇到的问题及解决方法

五、程序清单和程序注释，相关流程图

5.1程序清单和注释

5.2、实验室及流程图

六、收获与体会

七、参考文献

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微机课程设计——交通灯控制系统

一、设计课程名称及要求

1.1、课程设计名称：交通灯控制功能设计。

1.2、课程设计要求：

（1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；

（2）、硬件电路基于80x86微机接口；

（3）、程序功能要求：小键盘给定、数码管（屏幕）显示；

（4）、同时具备急救车应急响应功能和时间倒计时显示功能。

、课程设计目的： 1.3《微机应用系统设计与综合实验（实践）》课程设计是自动化专业本科生必修的一门技术基础课。通过本课程设计，让学生对微机系统有一个较全面的理解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入的掌握，并对应用系统进行硬件原理和软件编程进行分析、设计和调试，达到基本掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。要求同学独立完成课题，写出课程设计说明书，画出电路原理图，说明工作原理，画出电路印制板图，编写设计程序及程序流程图。

二、设计思想和实施方案论述，硬件原理图及分析

2.1、设计思想和实施方案：

本设计使用了两种方案，一种是采用8086和8255A可编程并行接口实现了交通灯的设计，分别对主干道和支干道显示红灯和绿灯并且计时，采用8254定时器/计数器产生1HZ的脉冲，来控制8259产生中断，从而实现整个电路的设计。交通灯采用红绿两种发光二极管，主干道亮45s，支干道亮30s，计数的最后5s 中绿灯闪烁，用数码管倒计时显示时间，在发生紧急情况时，可以认为用开关控制主干道和支干道红灯均亮，禁止任何车通行。另一种方案是采用单片机来实现的，达到的效果和上述方案相同。单片机采用定时器T0和T1来触发中断，根据中断优先级的不同，从而可以处理不同的情况，交通灯也是采用红绿两种发光二极管，主干道亮45s，支干道亮30s，计数的最后5s中绿灯闪烁，用数码管倒计时显示时间，在发生紧急情况时，可以认为用开关控制主干道和支干道红灯均亮，禁止任何车通行，在故障清除后，断开开关可以使红绿灯和数码管回到原来的状态继续正常工作。

2.2、硬件原理图：

（a）图是基于8086的设计，（b）图是基于单片机的设计。在（a）图中，可编程并行接口芯片8255A用作输出口，控制红绿灯的亮暗和数码管的计时，定时器/计数器8254采用级联的方式产生1HZ的脉冲，并将此方波接到中断器8259的IR1上，即每秒钟让中断控制器产生依次中断，从而可以执行中断子程序。在（b）图中,P0口用于接数码管，P1口用于控制红绿灯的亮暗，P2口用于选通数码管，P32为定时器T0的控制端，当P32口为高电平时，定时器T0才会工作，并且T0的中断优先级高于T1，所以可以用于控制紧急情况。P37口接扬声器，3

微机课程设计——交通灯控制系统

在计数器T0工作时扬声器就会响。

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微机课程设计——交通灯控制系统

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微机课程设计——交通灯控制系统

三、典型模块以及典型编程技巧分析

3.1、8086典型模块分析：基于8086的设计主要由3个模块构成，其中8255是

作为与外部显示电路的接口单元，8254和8259协同工作产生中断作为控制电路。可编程并行接口芯片8255A通过方式控制字设置成方式0工作模式，A、B、C口均为输出，可编程计数器/定时器8254通过控制字寄存器设置OU0和OU1均为方式3工作模式，通过级联产生1HZ的方波，中断控制器通过初始化命令字设置成边缘触发，8254的OU1口接到8259的IR1端，每秒钟就可以产生一次中断，每次执行中断子程序时使计数减1，从而可以实现倒计时功能，当计数到0时，重新给计数初值赋给，改变灯的状态。外部开关接8259的IR0端，它的中断优先级别高，设置成边缘触发，当按下开关，产生一个高电平的脉冲，就可以停止原来的状态来执行更高级别的中断子程序，这就可以处理紧急情况，让主干道和支干道都变成红灯。

单片机典型模块分析：基于单片机的设计主要是以51单片机为核心，通过变成开放T0和T1的中断，但T0要在INT0为高电平时计数器T0才会工作。计数器T1每50ms产生一次中断，每产生20次中断就令数码管的计数减1，当计数减到0时，重新设置数码管的计数初值，这样就可以依次循环工作了。当P32接高电平时，计数器T0开始工作，此时红灯都亮，扬声器发音，中断结束后还原原来的状态。

3.2、编程技巧分析：基于8086的设计编程语言是汇编语言，这里的几个编程模块就是方波产生模块，数码管显示模块和中断子程序模块。方波是通过8254级联产生的，设置8254的计时器0和计数器1工作在方式3，设置适当计数初值n 即可，这个模块的程序如下所示：

LOOP2: MOV DX,MY8254_MODE

MOV AL,0

OUT DX,AL ;计数器0，读写16位低高字节，工作方式3，BCD 计数

MOV AL,00H

MOV DX,MY8254_0

OUT DX,AL

MOV AL,50

OUT DX,AL

MOV DX,MY8254_MODE

MOV AL,77H

OUT DX,AL ;计数器1，读写16位低高字节，工作方式3，BCD 计数

MOV AL,8

MOV DX,MY8254_1

OUT DX,AL

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MOV AL,2

OUT DX,AL ;1.041667MHZ/2000/1000=1HZ,即计数器输出1HZ的