红绿灯灯设计（西安工程大学）

### 红绿灯控制系统设计知识点 #### 一、课程设计背景与目标 - **设计背景**：本设计源于西安工程大学的一项课程设计任务，旨在通过实际操作加深学生对计算机硬件与软件综合应用的理解。 - **核心目标**： - 掌握微机系统的软件、硬件设计方法及步骤。 - 提升学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 - 学习交通灯控制的基本原理与工作过程。 - 熟悉8259A中断控制器、8255A并行接口与8253A计数器/定时器的应用。 #### 二、具体设计任务 - **项目名称**：交通信号灯的实时控制。 - **控制对象**：十字路口的红绿灯。 - **功能要求**： 1. **初始状态**：所有方向红灯亮起。 2. **东西方向通行**： - 绿灯亮起60秒，显示倒计时。 - 黄灯闪烁5秒进行警示。 3. **南北方向通行**： - 绿灯亮起20秒，显示倒计时。 - 黄灯闪烁5秒进行警示。 4. **循环**：完成一轮后重复上述过程。 #### 三、关键技术点解析 - **1. 8255A并行接口的应用**： - **作用**：控制红绿灯的点亮与熄灭。 - **接口配置**： - A口控制红绿灯状态。 - B口控制数字显示器显示倒计时。 - C口可用于辅助控制或状态监测。 - **地址映射**： - A口：210H - B口：211H - C口：212H - 控制口：213H - **2. 8254A计数器/定时器的应用**： - **功能**：定时产生中断信号控制红绿灯切换周期。 - **配置**： - 1秒产生一次中断。 - CLK输入采用10KHz方波信号。 - **地址映射**： - 计数器0：230H - 计数器1：231H - 计数器2：232H - 控制口：233H - **3. 8259A中断控制器的应用**： - **作用**：管理外部设备产生的中断请求。 - **配置**： - 中断请求接入IRQ7。 - **地址映射**： - 数据口：20H - 命令口：21H #### 四、设计步骤详解 - **1. 总体设计**： - 明确硬件与软件功能划分。 - 确定总体设计方案。 - **2. 硬件设计**： - 根据设计任务需求，设计硬件电路原理图。 - 搭建硬件电路。 - **3. 软件设计**： - **模块化程序结构**：将整体软件划分为多个功能模块。 - **绘制程序流程图**：清晰展示程序逻辑。 - **编写源程序**：基于流程图实现程序功能。 - **调试**：确保程序无误运行。 - **4. 软硬件联合调试**： - 测试整个系统是否按预期工作。 #### 五、实验电路设计原理 - **1. 数字显示器控制原理**： - 利用8255B口，结合译码器控制十位与个位数字显示。 - **2. 闪烁控制原理**： - 利用8254的1号通道，每秒产生一次高低电平变化，控制黄灯闪烁。 - **3. 红绿灯控制原理**： - 通过向8255A口发送不同指令控制红绿灯状态。 #### 六、总结与扩展 - 通过本课程设计，学生不仅能够学习到红绿灯控制系统的设计方法，还能深入了解微机硬件与软件的实际应用。 - 可以在此基础上增加更多功能，如行人检测、紧急车辆优先通行等，使系统更加完善。