《微机与接口》
课程设计报告
交通信号灯控制系统
班级: 07 计单
学号: 20070503123
姓名: 沈萍
指导教师: 肖 理 庆
成绩:
2010 年 1 月 11 日
目的
交通信号灯控制系统.........................................................................................................................0
1 课程设计的目的和要求..................................................................................................................2
2 系统的主要功能、作用及主要性能指标......................................................................................2
3 总体设计..........................................................................................................................................2
3.1 基本工作原理.......................................................................................................................2
3.2 硬件电路设计.......................................................................................................................3
3.3 软件总体设计.......................................................................................................................5
3.4 调试记录及结果分析...........................................................................................................8
本电路没有设置显示倒计时的七段 LED 数码管,如果应用到街道上,不利于司机、行
人把握;.....................................................................................................................................8
4 硬件设计..........................................................................................................................................8
4.1 8255A 的工作方式...............................................................................................................8
4.2 8255A 的引脚图及功能.......................................................................................................9
4.3 8253 的工作方式................................................................................................................11
4.4 8253 的引脚图及功能........................................................................................................11
4.5 8282 的引脚图及原理........................................................................................................13
4.6 3—8 译码器 74LS138........................................................................................................14
5 软件设计........................................................................................................................................14
6 系统操作说明................................................................................................................................15
7 结束语............................................................................................................................................16
8 参考文献........................................................................................................................................16
9 附录................................................................................................................................................16
1
1 课程设计的目的和要求
目的:
1.了解交通灯管理的基本工作原理;
2.熟悉 8253 计数器/定时器、8255A 并行接口的工作方式及应用编程;
3.掌握多位 LED 显示的方法;
4.加强电路制版能力的锻炼,提高电路布局、布线以及检查和排除电路故障的能力;
5.培养正确选择和运用测试仪器对系统性能正确测试的能力;
6.培养撰写综合设计报告的能力;
7.培养严肃认真的工作态度和团队的协作精神。
要求:设有一个十字路口,1、3 为南,北方向,2、4 为东西方向,初始态为 4 个路口
的红灯全亮。之后,1、3 路口的绿灯亮,2、4 路口的红灯亮,1、3 路口方向通车。延迟
30 秒后,1、3 路口的绿灯熄灭,而 1,3 路口的黄灯开始闪烁(1HZ)。闪烁 5 次后,
1、3 路口的红灯亮,同时 2、4 路口的绿灯亮,2、4 路口方向开始通车。延迟 30 秒时间后,
2、4 路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁。闪烁 5 次后,再切换到 1、3 路口方向。之后,重
复上述过程。
2 系统的主要功能、作用及主要性能指标
设 8253 各口地址分别为:设 8253 基地址即通道 0 地址为 04A0H;通道 1 为 04A2H;
通道 2 为 04A4H;命令控制口为 04A6H。
黄灯闪烁的频率为 1HZ,所以想到由 8253 产生一个 1HZ 的方波, 8255 控制或门打开
的时间,在或门打开的时间内,8253 将方波信号输入或门使黄灯闪烁。
由于计数值最大为 65535,1MHZ/65536 的值远大于 2HZ,所以采用两个计数器级联的方
式,8253 通道 0 的 clock0 输入由分频器产生的 1MHZ 时钟脉冲,工作在方式 3 即方波发生
器方式,理论设计输出周期为 0.01s 的方波。1MHZ 的时钟脉冲其重复周期为 T=1/1MHZ=1
s,因此通道 0 的计数初值为 10000=2710H。由此方波分别作为 clock1 和 clock2 的输入
时钟脉冲,所以通道 1 和通道 2 的输入时钟频率为 100HZ,通道 1 作计数器工作在方式 1,
计数初值 3000=BB8H 既 30s,计数到则输出一个高电平到 8255 的 PA
7
口,8255 将 A 口数
据输入到 8086,8086 检测到高电平既完成 30s 定时。通道 2 工作在方式 3 需输出一个 1HZ
的方波,通过一个或门和 8086 共同控制黄灯的闪烁,因此也是工作在方波发生器方式,其
计 数 初 值 为 100=64H , 将 黄 灯 的 状 态 反 馈 到 8255 的 端 口 PB7 和 PC7 , 同 样 输 入 到
8086,8086 通过两次检测端口状态可知黄灯的状态变化,计 9 次状态变化可完成 5 次闪烁。
三个通道的门控信号都未用,均接+5V 即可。
3 总体设计
3.1 基本工作原理
此方案是通过并行接口芯片 8255A 和 8086 计算机的硬件连接,以及通过 8253 延时的
方法,来实现十字路口交通灯的模拟控制。
如硬件连接图所示,红灯(RLED),黄灯( YLEDD)和绿灯(GLED)分别接在
8255 的 A,B,C 口的低四位端口,PA0,PA1,PA2,PA3 分别接 1,2,3,4 路口的红灯,
B , C 口 类 推 。 8086 工 作 在 最 小 模 式 , 低 八 位 端 口 AD
0
~AD
7
接 到 8255 和 8253 的
D
0
~D
7
,AD
8
~AD
15
通过地址锁存器 8282 接到三八译码器,译码后分别连到 8255 和 8253 的
2
CS 片选端。8253 的三个门控端接+5V,CLOCK0 接由分频器产生的 1MHZ 的时钟脉冲,
OUT0 接到 CLOCK1 和 CLOCK2,OUT1 接到 8086 的 AD
18
,8086 通过检测此端口是否有
高电平来判断是否 30S 定时到。OUT2 产生 1MHZ 方波通过或门和 8255 的 B 口共同控制黄
灯的闪烁。8255 三个口全部工作在方式 0 既基本输入输出方式,红绿灯的转换由软件编程
实现。
此为最小模式系统,除了 8086CPU,I/O 接口芯片 8255A,定时计数芯片 8253 外,其
它配置如下:
1 片 8284,作为时钟发生器;
2 片 8282,作为地址锁存器;
2 片 74LS138,作为地址选通译码器;
1 个二输入或非门;1 个 4 输入或非门;1 个二输入与非门;4 个或门;
12 个发光二极管;12 个限流电阻;1 个复位信号开关。
3.2 硬件电路设计
3
图 1 硬件总电路图
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