微机原理课程设计%28交通信号灯%29

1.课程设计应达到的目的 通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。通过实验 熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接 口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。

2.课程设计题目及要求 题目：交通信号灯模拟控制系统的设计 利用 STAR ES598PCI 实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控 制系统” 。所有输入该装置信号采用 STAR ES598PCI 实验仪上的状态输入开关，东西、 东西、 南北方向的信号灯变 南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的 LED 发光二极管模拟， 化，通行倒计时时间用数码管显示。 1、功能要求： 1) 假设在一个 A 道(东西方向)和 B 道(南北方向)交叉的十字路口安装有自动信号 灯。当 A 道和 B 道均有车辆要求通过时，A 道和 B 道轮流放行。A 道放行 7 秒钟，B 道再 放行 5 秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯时黄灯亮 1 秒钟。 2) 一道有车，另一道无车时(实验时用开关 K5 和 K6 控制) ,交通控制系统能立即 让有车道放行。 3) 有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B 道均为红灯，紧急 车由 K7 开关模拟，有紧急车时另有一红灯闪烁。 2、难度要求： 1) 基本要求：采用 8255 输出控制信号灯，8255 输入 K5、K6、K7 控制开关信号， 用循环程序软件定时实现功能要求； (60 分) 2) 中级要求：采用 8255 输出控制信号灯，8255 输入 K5、K6、K7 控制开关信号， 用 8253 硬件定时，软件查询方式实现功能要求； (80 分) 3) 高级要求： 在中级要求的基础上， 增加用 8255 输出驱动 LED 数码显示器显示绿 灯倒计时秒数，黄灯时不显示时间。 (100 分)

附录1 : 设计提示

设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向。 1、 电路接线方案：

交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255-PA输出控制：见下表。

2）、采用软件延时，则8255的PC4不用接8253-OUT2。数码管的位码选择

2、 定时问题：用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GATE2接高电

平，OUT2接8255-PC4。主程序通过查询8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。也可以采用软件延时，500ms延时子程序参见实验一。

3、 根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：状态0：K5、K6、K7均断开（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B道交替通行；状态3：K7闭合，有紧急车辆通行。

参考流程图说明：

流程图1设计思想：

4、 主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。

5、 常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用时14秒。用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第1~7秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第9~13秒，A道红灯、B道绿灯。

6、 工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。

7、 时间显示采用实验仪的数码管显示。只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。参考流程图2。

8、 如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。参考流程图3。此功能难度较大，定为加分项目。2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42。

基本和中级要求的参考流程图：

流程图1

高级要求的参考流程图

流程图2

课程设计体会：

1、 星研实验系统的接线连接器有许多限制，因此本课程设计的接线操作比较费神。实践下来的接

线方案是：8255的PC电缆排线接到数码显示器位驱动JP41的低4位1-4，即JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位也会显示倒计时数码，因为此线接的是8253—OUT2引脚，而8253工作在方式0，OUT2引脚绝大部分时间是低电平。 2、 K5\K6\K7三个开关应该低电平有效，如果高电平有效，在PCL与JP41完全连接，则K5\K6\K7

对应的三位会显示倒计时数字，而且很亮。反而使应该显示的位亮度却很低。

附录 2:相关外设原理及接线图

逻辑笔、 2.7 B2 区：逻辑笔、频率发生器VCC R77 C32 470pF R76逻逻逻

U19D 2K 9 8 R40 470 SN74HC04N DS14

4.7K R66 C28 470pF R67 4.7K 2K U19C 5 6 SN74HC04N R39 VCC 330 DS13

逻辑笔电路原理图逻辑笔： 测试接口，输入测量信号

绿灯(DS13):高电平点亮 红灯(DS14):低电平点亮 两灯同时亮：频率信号

U25 U19F 13 12 11 SN74HC04N R74 R73 51 C37 30pF 2 1M 8MHZ 1 U19E 11 10 10 SN74HC04N R75 51 C36 30pF 8 GND SN74HC4040N CLR CLK VCC QA QB QC QD QE QF QG QH QI QJ QK QL

VCC 16 9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1 4M 2M 1M 500K 250K 125K 62.5K 31250 15625 7812 3906 1953

XTAL1

频率发生器电路原理图 4M: 输出 4MHZ 频率信号 其他端口输出的信号频率与端口下标识的数值一致

B4 区：8255 电路

U36 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RD WR A0 A1 CS RST 34 33 32 31 30 29 28 27 5 36 9 8 35 6 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RD WR A0 A1 RESET CS PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 8255 4 3 2 1 40 39 38 37 18 19 20 21 22 23 24 25 14 15 16 17 13 12 11 10 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 JP56

JP53

CS:片选信号，低电平有效； A0、A1:地址信号。 JP52: PC 口； JP53: PB

口； JP56: PA 口。

JP52

C5 区：8253 电路 ：U35 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CS 8253 RD WR 8 7 6 5 4 3 2 1 21 22 23 19 20 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CS RD WR A0 A1 8253 OUT2 GATE2 CLK2 OUT0 GATE0 CLK0 10 11 9 OUT0 GATE0 CLK0

CS:片选信号，低电平有效； A0、A1:地址信号；

OUT1 GATE1 CLK1

13 14 15

OUT1 GATE1 CLK1

A0 A1

17 16 18

OUT2 GATE2 CLK2

键盘&LED G5 区：键盘&LED 数码显示器DS29 1 2 3 4 5 6 7 8 SEGA 11 SEGB 7 SEGC 4 SEGD 2 SEGE 1 SEGF 10 SEGG 5 SEGH 3 a b c d e f g dpa g d b c dp GND4 GND3 f e a g d b c dp GND2 f e a g d b c dp GND1 f e

LG4041AHa g d b c dp

DS30 SEGA 11 SEGB 7 SEGC 4 SEGD 2 SEGE 1 SEGF 10 SEGG 5 SEGH 3 a b c d e f g dpa g d b c dp GND4 GND3 f e a g d b c dp GND2 f e a g d b c dp f e

LG4041AHa g d b c dp GN …… 此处隐藏：6240字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……