简单交通灯控制系统的设计.docVIP

《单片机原理与应用》 课程设计报告 1.设计目的及要求 1.1设计目的 1.熟悉单片机控制系统，并了解系统设计的一般规律。 2.掌握8255芯片的结构及编程方法。 3.熟悉模拟交通灯控制的实现方法。 1.2设计要求 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，待其顺利通过后将开关拨回原位，系统恢复原状态运行。 2.设计使用的仪器和设备 计算机，Dais MCS-51设计软件，Dais-PG系列嵌入式MCS-51教学实验平台， 基本电路器件（电阻、电容等）和连线。 3.系统硬件设计方案 3.1系统硬件方案框图 总体设计框图由四部分组成，CPU，扩展并行I/O口8255，开关，单脉冲，LED显示。硬件方案框图如图1所示： 图1 这里用CPU连接了一个并行I/O接口8255 LED显示器，根据人们的要求来实现对交通灯的控制。本系统通过中断系统来实现东西方向和南北方向全部变为红灯，再按动开关后又恢复正常。 3.2 8255交通灯的电路原理图 8255交通灯的电路原理图如图2所示： 图2 8255交通灯电路原理图 中断服务程序的关键是： 1.保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入时的状态。 2.必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。 4.系统软件设计方案 4.1 扩展并行I/O口8255 8255A芯片是一个采用NMOS工艺制造的、40引脚双列直插式封装组建的大规模集成电路，采用单一+5V电源供电。40个引脚中有24个为与外围设备的接口。8255结构图如图3所示: 图3 8255结构图 1.数据总线缓冲器 这是一个三态双向缓冲器，其宽度是8位，用做8255的内部数据总线与系统中的数据总线相连时的缓冲部件。缓冲器向数据总线送出数据，或从数据总线接收数据都是CPU指令控制下进行的。 2.读写逻辑控制 这一部件用来管理所有的数据、控制字或状态资的传送。他接收来自CPU的各种控制信号，并以此为依据，控制数据总线缓冲器数据的传送方向。与CPU相连的个引脚说明如下： 1) CS：芯片选择信号。来自地址译码器，低电平有效。 2) RD：芯片读出信号。来自系统总线，低电平有效。 3) WR：芯片写入信号。来自系统总线，低电平有效。 4) RESET复位信号。当它为高电平时，清除所有内部寄存器的内容，并将3个数据端口PA,PB,PC置为输入方式。 5) A1，A0：端口地址选择信号。用于选择8255A的3个数据端口和1个控制口。当A1A0为00、01、10时，分别选择数据端口PA、PB、PC；当A1A0为11时，选择控制口。 6) Vcc、GND：电源和地线。 3.端口PA,PB与PC 8255A有三个与外围设备相连的端口PA，PB，PC。各端口可以独立工作，由程序控制位将它设成各种不同的工作方式。端口A，B一般用做独立的输入或输出端口，每个端口包括一个四位琐存器，分别与A口，B口配合使用，作为与外设之间的联络信号。 4.2 程序流程图 8255交通灯程序流程图如图4所示: 图4 交通灯程序流程图 中断子程序流程图如图5所示: 图5 中断程序流程图 4.3控制程序： Flash equ 0 ;LED状态 STOP equ 1 SY equ P1.0 ;南北黄灯 SG equ P1.1 ;南北绿灯 SR equ P1.2 ;南北红灯 EY equ P1.3 ;东西黄灯 EG equ P1.4 ;东西绿灯 ER equ P1.5 ;东西红灯 org 0 ljmp Start org 3 setb STOP ;南北、东西均红灯 reti Start: mov SP,#70 mov TCON,#01h ;下降沿, IT0 mov IE,#81h ;EA允许, EX0 clr SR ;南北、东西均红灯 setb SY setb SG clr ER