交通灯控制系统的设计.doc

滨江学院

《微机综合实验课程设计》

设计课题： 交通灯控制系统的设计

专业班级： 2012电气（2）班
学生姓名：
学生学号：
指导教师：
成 绩：

二○一五 年 六 月 十六 日

交通灯控制系统的设计
摘要
随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素。人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题当然也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。有了交通灯，人们的安全出行也有了很大的保障。自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可或缺的工具和手段，这些都为交通灯控制系统的设计提供了一定的技术基础。本课程设计运用可编程并行接口芯片8255A作为扩展输出口，通过十二个发光二极管来模拟进行交通灯的燃灭管理，并详细阐述了其工作原理、基本功能框图、关键设计技术及软件工作流程，对选用芯片的特点进行了分析，并最后进行了软件实现，达到了系统要求的功能。

1. 设计目的
1）模拟十字路口交通灯的变化规律。
2）了解交通红绿灯控制的设计原理。
3）掌握芯片8086的结构和芯片8255A的逻辑功能及使用方法。
4）掌握Protues软件及Masm集成实验环境软件的运用。
5）掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。
6）学习程序设计的基本思路和方法。
2. 设计要求
要求利用8086、8255（和8253）实现一个简易的十字路口交通灯显示系统，模拟4个路口红、黄、绿的亮灭和切换。十字路口交通灯如图1所示，8086最小模式电路如图2所示。

图1 十字路口交通灯
（1）芯片端口的电路连接要求
要求学号最后两位(其中表示学号最后一位，表示学号倒数第二位)，8086最小模式电路图中的74LS138的输入A、B、C分别接地址线、、。学号最后两位得到的商为m，余数为n，当时，则、、；当时，则、、；当时，则、、；当时，则、、，转专业的学生，要求接反相器后再接到74LS138的E1端。8255芯片的片选信号接 74LS138的输出，其中余数。
（2）8255芯片A口、B口、C口的要求
学号为84号，A口低4位接红灯，B口高4位接绿灯，C口高4位接黄灯，绿灯亮20秒，黄灯闪烁8+6=14次
8086最小模式电路图中的74LS138的输入A、B、C分别接地址线、、，其中i=10,j=11,k=12。
8255芯片的片选信号接74LS138的输出，其中4。

图2 8086最小模式

3. 设计思路
考虑普通十字路口，假设为东西南北走向，在四个方向上分别需要红、黄、绿三盏交通灯来控制，这样共需要12盏交通灯,如图1所示。考虑到东西走向、南北走向分别一致，即东、西两走向相对应的交通灯信号相同可分别简化成一个灯，南、北走向的亦然。因此简化后，交通灯的控制可分东西向和南北向两组，每组可用红、黄、绿三个灯进行交通管理，所以本方案要点是对六个交通灯进行控制。 由于灯光控制只需要开、关两个状态，所以可以采用开关量实施控制。开关量的输出可以采用8255A的端口，由于开关量有6位，所以采用8位端口，又因为灯光控制不需要联络信号，所以按照方式0输出即可。
各端口地址如表1所示

A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
16进制
PA
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
9000H
PB
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
9002H
PC
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
9004H
控制端口
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
9006H
表1
4. 仿真电路
仿真电路如图3、4、5、6所示

图3

图4
图5

图6
5. 程序设计

1

东西绿灯亮，南北红灯亮
东南西北红灯亮

延时20秒

东西黄灯闪烁14下

南北绿灯亮，东西红灯亮灭

南北黄灯闪烁14下
延时20秒

跳至1处循环

程序如下
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
IOCON EQU 9006H
IOA EQU 9000H
IOB EQU 9002H
IOC EQU 9004H
START:
MOV AL,080H ;初始化8255A
MOV DX,IOCON
OUT DX,AL
MOV AL,11110000B ;四个路口黄灯灭
MOV DX,IOC ;设置PC端口地址
OUT DX,AL
MOV AL,00000000B ;四个路口红灯全亮，绿灯全灭
MOV DX,IOA ;设置PA端口地址
OUT DX,AL
MOV AL,11111111B
MOV DX,IOB
OUT DX,AL
CALL DELAY1 ;延时
IOLED0:
MOV AL,10100000B ;东西绿灯亮，南北红灯亮
MOV DX,IOB ;设置PB端口地址
OUT DX,AL
MOV AL,00000101B
MOV DX,IOA
OUT DX,AL
CALL DELAY1
CALL DELAY1

MOV AL,11110000B
MOV DX,IOB
OUT DX,AL
MOV CX,14 ;循环14次
IOLED1:
MOV AL,10100000B ;东西路口黄灯亮
MOV DX,IOC ;设置PC端口地址
OUT DX,AL
CALL DELAY2
MOV AL,11110000B ;东西路口黄灯灭
OUT DX,AL
CALL DELAY2
LOOP IOLED1
MOV AL,11110000B
MOV DX,IOB ;东西绿灯灭
OUT DX,AL
MOV AL,00000000B ;四个路口红灯全亮
MOV DX,IOA ;设置PA端口地址
OUT DX,AL
CALL DELAY2
MOV AL,00001010B ;东西红灯亮，南北绿灯亮
OUT DX,AL
MOV AL,01010000B
MOV DX,IOB
OUT DX,AL
CALL DELAY1
CALL DELAY1
MOV AL,11110000B ;南北绿灯灭
OUT DX,AL
MOV CX,14 ;循环14次
IOLED2:
MOV AL,01010000B ;南北黄灯亮
MOV DX,IOC ;设置PC端口地址
OUT DX,AL
CALL DELAY2
MOV AL,11110000B ;南北黄灯灭
OUT DX,AL
CALL DELAY2
LOOP IOLED2
MOV AL,00000000B ;四个路口红灯全亮
MOV DX,IOA ;设置PA端口地址
OUT DX,AL
CALL DELAY2
JMP IOLED0
DELAY1:
PUSH AX
PUSH CX
MOV CX,0040H
DELY2:
CALL DELAY2
LOOP DELY2
POP CX
POP AX
RET
DELAY2:
PUSH CX
MOV CX,08000H
DELA1:
LOOP DELA1
POP CX
RET
CODE ENDS
END START

6. 设计总结
本课程设计在历经短短一周的时间后终于圆满完成，对我们所学的微机原理与接口技术课程有了很好的巩固与复习作用，也锻炼了我们思考问题的能力和实践动手能力，对以后学习都有很大的帮助。
7. 参考文献
【1】张颖超，叶彦斐。微机原理与接口技术【M】.电子工业出版社，2011
【2】陈逸菲，微机原理与接口技术【M】.电子工业出版社，南京信息工程大学讲义，2013

9