8255交通灯控制系统(倒计时显示,紧急中断)

《单片机原理与应用》

课程设计报告

题目：简单交通灯控制系统

专业：计算机科学与技术

班级：09计算机1班

学号：09070009

姓名：陈民厅

天津理工大学中环信息学院

计算机工程系

2011年12月29 日

交通灯控制系统设计

摘要

设计一个交通灯控制系统，该控制系统工作后，交通灯按照下列规律变化：初始态东南西北均为红灯，持续时间为2s；然后转为状态1(10s)，为东西红、南北绿；状态2(3s)东西红灯不变、南北绿灯灭、黄灯闪烁三次；状态3(15s)，为东西绿、南北红；状态4(3s)，为东西绿灯灭、黄灯闪烁三次、南北红灯不变；最后回到状态1，依此循环。如遇到特殊情况，可拨动应急开关，使各向均为红灯，特殊车辆不受红灯限制，待其顺利通过后拨动另一个开关，系统返回继续运行。同时用LED用倒计时方式显示各路口亮灯时间。

关键词：单片机，交通灯，应急开关，LED

1绪论

1.1设计背景

红绿交通灯自动控制系统在城市十字（或丁字）路口有着广泛的应用。随着社会的进步，人们生活水平的提高，私家车数量会不断增加，对城市交通带来前所为有的压力。道路建设也将随之发展，错综复杂的道路将不段增多。为维持稳定的交通秩序，红绿灯自动控制系统将得到更为广泛的应用。现在实际应用的红绿灯系统中一般没有倒计时功能，使司机和行人不知道指示灯还有多久将会改变现有状态。本设计应用基本数字电路知识，采用LED灯作红、绿、黄三交通灯，用七段数码管作同步倒计时显示。实现两方向通行时间不相等的控制并配有倒计时。

1.2设计目的

熟悉单片机控制系统，并了解系统设计的一般规律。

掌握8255芯片的结构及编程方法。

熟悉模拟交通灯控制的实现方法。

1.3设计任务及要求

设计一个交通灯控制系统，该控制系统工作后，交通灯按照下列规律变化：初始态东南西北均为红灯，持续时间为2s；然后转为状态1(10s)，为东西红、南北绿；状态2(3s)东西红灯不变、南北绿灯灭、黄灯闪烁三次；状态3(15s)，为东西绿、南北红；状态4(3s)，为东西绿灯灭、黄灯闪烁三次、南北红灯不变；最后回到状态1，依此循环。如遇到特殊情况，可拨动应急开关，使各向均为红灯，特殊车辆不受红灯限制，待其顺利通过后拨动另一个开关，系统返回继续运行。同时用LED用倒计时方式显示各路口亮灯时间。

2 设计使用的仪器和设备

2.1 达爱思教仪

本实验采用达爱思教仪型号是Dais-PG206FD

2.2八段数码管

码管，

2.3 8255芯片

8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（8255引脚如图1，8255编程模式如图2）。

的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接

口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU 连接部分、与外设连接部分、控制部分。

图1 8255引脚

图2 8255编程模式

3系统硬件设计方案 3.1系统硬件方案框图

交通灯系统硬件方案框图如图(3)

图3交通灯系统硬件方案框图

3.2电路原理图

电路原理图是借鉴外部中断实验（急救车与交通灯）修改的如图4，增加P2.1连接K1和P2.2连接K2。如遇到特殊情况，可拨动应急开关K1，使各向均为红灯，特殊车辆不受红灯限制，待其顺利通过后拨动另一个开关K2，系统返回继续运行。

图 4 交通灯与急救车

3.3相关知识及原理介绍

8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有

使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255特性：(1)一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口.(2)具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C 口(低4位,PC0~PC3).A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.

交通灯控制系统，该控制系统工作后，交通灯按照下列规律变化：初始态东南西北均为红灯，持续时间为2s；然后转为状态1(10s)，为东西红、南北绿；状态2(3s)东西红灯不变、南北绿灯灭、黄灯闪烁三次；状态3(15s)，为东西绿、南北红；状态4(3s)，为东西绿灯灭、黄灯闪烁三次、南北红灯不变；最后回到状态1，依此循环。如遇到特殊情况，可拨动应急开关，使各向均为红灯，特殊车辆不受红灯限制，待其顺利通过后拨动另一个开关，系统返回继续运行。同时用LED用倒计时方式显示各路口亮灯时间。4系统软件设计方案

4.1工具介绍

汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。汇编语言，作为一门语言，对应于高级语言的编译器，需要一个“汇编器”来把汇编语言原文件汇编成机器可执行的代码。高级的汇编器如MASM，TASM 等等为我们写汇编程序提供了很多类似于高级语言的特征，比如结构化、抽象等。在这样的环境中编写的汇编程序，有很大一部分是面向汇编器的伪指令，已经类同于高级语言。现在的汇编环境已经如此高级，即使全部用汇编语言来编写windows的应用程序也是可行的，但这不是汇编语言的长处。汇编语言的长处在于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。

大多数情况下Linux程序员不需要使用汇编语言，因为即便是硬件驱动这样的底层

目前已经能够对最终生成的代码进行很好的优化，的确有足够的理由让我们可以暂时将汇编语言抛在一边了。但实际情况是Linux程序员有时还是需要使用汇编，或者不得不

有汇编语言能帮上忙了。

汇编语言源程序的设计步骤：

（1）拟制设计任务书