微机原理交通灯实时控制系统

武汉理工大学华夏学院课程设计报告书

课程名称：微机原理与接口课程设计

题目：交通灯实时控制系统

系名：信息工程系

专业班级：软件2101

姓名：XXX

学号：****************

指导教师:李朝纯

2012年12月28日

课程设计任务书

学生姓名：XXX 专业班级：软件2101

指导教师：李朝纯工作单位：信息工程系

设计题目：交通灯实时控制系统

初始条件：

1、某十字路口的车辆通行按步序参考表A进行

2、TDN86/88型多功能微机实验平台

要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

主要任务：

1．画出硬件原理图（接口芯片和外设部分、交通灯与路口对应关系）和实验连线图；

2．交通灯控制方式是南、北、东、西四个路口轮流通行（无交叉点通行控制方式，步序见参考表A）；绿灯亮表示允许通车（20秒）、红灯亮表示不允许通车（15秒）。各路口由允许通车到不允许通车黄灯亮（用红灯闪烁5秒钟表示）；

3．用2位7段LED数码管上显示路口当前通行时间的倒计时。

*4．各路口允许通车时间内，若有异常事件发生（用开关模拟中断信号的产生），则所有灯闪烁10秒钟，返回原处继续。

设计报告撰写格式要求：（按提供的设计报告统一格式撰写）

设计报告应包含以下内容：

①设计任务与要求②总体方案与说明

③硬件原理图与说明④实验电路图与说明

⑤软件主要模块流程图⑥源程序清单与注释

⑦系统调式、问题分析与解决方案；

⑧小结与体会

附录：①源程序（必须有简单注释）②使用说明③参考资料

时间安排：

12月24日布置题目，确定任务、查找相关资料

12月25日～12月27日功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统；

12月28日答辩后撰写设计报告。12月28日下午4:00前交设计报告。

指导教师签字：2012年12 月24 日系主任签字：年月日

目录

1需求分析 (4)

1.1课程设计题目 (4)

1.2 设计目的 (4)

1.3 设计任务 (4)

1.4 软硬件运行环境及开发工具 (5)

1.4.1 软硬件运行环境 (5)

1.4.2 开发工具 (5)

2. 概要设计 (5)

2.1 交通灯实时控制系统设计原理及方法 (5)

2.1.1设计原理 (5)

2.1.2系统原理图 (6)

2.1.3 电路原理 (6)

2.1.4 设计方法 (7)

3三.详细设计 (7)

3.1 硬件设计与软件设计 (7)

3.1.1 8255A芯片 (7)

3.1.2 8259芯片 (8)

3.2 硬件电路的设计与实现 (8)

3.3软件设计 (9)

3.3.1红绿灯时间控制 (9)

3.3.2 本实验中的中断的运用 (9)

4 软件主要模块流程图 (10)

4.1程序总设计流程图 (10)

4.2延时1s子程序DELLAY1S流程图 (11)

4.3 IRQ7中断子程序流程图 (12)

5. 系统调试 (14)

5.1 系统调试 (14)

5.2 操作说明及运行结果 (14)

5.2.1 操作说明 (14)

5.2.2 运行结果 (14)

6. 课程设计小结 (15)

附录： (16)

参考文献 (19)

1需求分析

1.1课程设计题目

交通灯实时控制系统。

伴随着社会的发展以及人们生活水平的提高,汽车的数量在不断的增加,交通的问题日益突出，单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运用数字电子设计出的交通灯：用红灯来控制支路的交通通行，用绿灯来控制主干道的交通通行(说明：本设计不遵循红灯停，绿灯行的交通规则，只要灯亮就表示可以通行) 。

1.2 设计目的

1)巩固和加深课堂所学知识；

2)学习掌握一般软硬件的设计方法和查询、运用资料的能力；

3)通过在TDN集成开发环境中对交通灯实时控制系统的设计与制作，综合应用8253、8259、8255芯片，深入了解和掌握利用可编程8255A进行控制的原理与方法；

4)通过这次课程设计，将课本上的理论知识和实际的应用有机的结合起来，以提高分析和解决问题的实际能力，通过对汇编语言程序代码的设计，编写，修改以提高自己实际编程能力。

1.3 设计任务

1)任务：设计一个交通灯控制系统

要求综合运用8259、8253、8255芯片设计十字路口的交通信号灯控制系统。支线与主干线允许通车15秒，当支线允许通车时(15秒）中，若主干线15秒内已有10辆车到来，则申请中断，允许主干线通车，实现无交叉点通过。如图1-1所示。

图1-1 模拟通行示意图

2)设计任务要完成实验方案论证，进行十字路口的交通信号灯控制电路设计，画出电路原理图及实验电路图；搭建实验电路，进行软件编程、调试、运行以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。进行十字路口的交通信号灯控制程序设计(采用汇编语言)；系统联调，提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控制系统设计。

1.4 软硬件运行环境及开发工具

1.4.1 软硬件运行环境

TDN88实验平台，PC机，导线，汇编语言编译软件。

1.4.2 开发工具

TDN86/88教学实验系统，PC机。

2. 概要设计

2.1 交通灯实时控制系统设计原理及方法

2.1.1设计原理

通过并行接口芯片8255和计算机的硬件连接，通过软件计时，来实现十字路口交通灯的模拟控制，用8259芯片，得到CPU的中断响应后，提供中断类型号，从而

快速寻找到该中断源的中断服务程序的入口地址，转去执行中断服务序。

通过并行接口芯片8255和计算机的硬件连接，通过软件延时计数，来实现十字路口交通灯的模拟控制。即用D5,D4，D1,D0亮表示车辆允许东西方向通行，D7,D6,D3,D2亮表示车辆允许南北方向通行。用8259芯片，得到CPU的中断响应后，提供中断类型号，从而快速寻找到该中断源的中断服务程序的入口地址，转去执行中断服务程序。实验中：

‘0’表示灯亮，‘1’表示灯灭

通过课程设计要求找出灯亮的规律：

1.东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，延续20秒。

2.20秒钟的最后5秒，东西方向绿灯以频率1HZ闪烁5次，南北方向红灯亮。

3.东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，延20秒。

4.20秒钟的最后5秒，南北方向绿灯以频率1HZ闪烁5次，东西方向红灯亮。

5.循环以上步骤。