交通灯控制系统.docx
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交通灯控制系统
新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说书
交通灯控制系统
专业班级:
电力系统自动化
学生姓名:
刘金亮
指导教师:
郭辉
完成日期:
2011.12.20
新疆工业高等专科学校
电气与信息工程系课程设计任务书
2011/2012学年上学期2011年12月20日
专业
电力系统自动化
班级
电力09-9
(1)班
课程名称
微机控制技术
设计题目
交通灯控制系统
指导教师
郭辉
起止时间
周数
1
设计地点
微机控制技术实验室
设计目的:
学生根据控制要求,明确设计任务,拟定设计方案与进度计划,运用所学的理论知识,控制原理设计,提高理论知识工程应用能力、分析问题与解决问题的能力。
设计任务或主要技术指标:
设计进度与要求:
1、两天阅读设计任务并找资料
2、两天时间将资料进行整理
3、两天对资料进行分析
4、一天写报告
主要参考书及参考资料:
[1]韩笑.继电保护分册.中国水利水电出版社.2003
[2]李坚,郭建文.变电站运行及设备管理技术问答.中国电力出版.2005.8
[3]祝敏,许郁煌.电气二次部分.中国水利水电出版.2004.9
[4]罗建华.变配电所二次部分.中国电力出版.2002
教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日
新疆工业高等专科学校电气与信息工程系
课程设计评定意见
设计题目:
交通灯控制系统
学生姓名:
刘金亮专业电力系统自动化班级电力09-9
(1)班
评定意见:
评定成绩:
指导教师(签名):
年月日
评定意见参考提纲:
1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点,包括:
学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
绪论
随着生活水平的提高,家庭汽车拥有量越来越多,城市交通堵塞问题越来越严重,解决城市的交通堵塞问题越来越紧迫。
交通灯在这个交通环境中起着一个重要的角色,是交通管理部门管理交通的重要工具。
本文就控制交通灯的方法进行了讨论,分析了各种方案,并用软、硬件加以实现。
而后,对六车道以上道路的“十字交叉路口交通灯控制”进行了分析。
最后,还对城市交通灯网的控制进行了展望。
希望能给有关政府部门一些参考,更好地改善我们的城市交通。
现今的交通发展迅速,车辆极具增加,马路不断扩宽,人行横道相对较少。
在车流量较大的地段即便有人行横道,行人也很难通过马路。
行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。
特别是像北京这样的大都市,经济飞速发展,车辆繁多,人口密集,缓解交通已成为当务之急。
该系统主要应用于交通领域,具有较高的实用价值。
该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人,以达到车辆停止,行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全,也减轻了交管部门的负担。
目录
1设计目的1
2设计内容1
3设计要求2
4设计原理与硬件电路2
5程序流程图5
程序运行结果:
6
设计总结与体会7
附录A程序代码8
参考文献12
1设计目的
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
交通灯能保证行人过马路的安全,控制交通状况等优点受到人们的欢迎,在很多场合得到了广泛的应用。
交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。
红灯停,绿灯行的交通规则。
广泛用于十字路口,车站,码头等公共场所,成为人们出行生活中不可少的必需品,由于计算机技术的成熟与广泛应用,使得交通灯的功能多样化,远远超过老式交通灯,交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了交通灯的功能。
诸如闪烁警示、鸣笛警示,时间程序自动控制、倒计时显示,所有这些,都是以计算机为基础的。
还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。
或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。
现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节,比如对闯红灯的车辆进行拍照。
当某方向红灯亮时,此时相应的传感器开始工作,当有车辆通过时,照相机就把车辆拍下。
要将交通灯系统产品化,应该根据客户不同的需求进行不同的设计,应该在程序中增加一些可以人为改变的参数,以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。
因此,研究交通灯及扩大其应用,有着非常现实的意义。
2设计内容
交通灯控制系统
利用8253定时器、8255等接口,设计一电路,模拟十字路口交通灯控制。
要求能实现自动控制和手动应急控制。
具体要求如下:
1)在一个十字路口的一条主干道和一条支干道分别装上一套红、绿、黄三种信号灯。
2)在一般情况下,主干道上的绿灯常亮,而支干道总是红灯。
3)当检测到支干道上来车时,主干道的绿灯转为黄灯,持续4S后,又变为红灯,同时支干道由红灯变为绿灯。
4)支干道绿灯亮后,或者检测到主干道上来了三辆车,或者虽未来三辆车,但绿灯已经持续了25秒,则支干道立即变为黄灯,同时主干道由红灯变为绿灯。
3设计要求
在Proteus环境下,结合课程设计题目,设计硬件原理图,搭建硬件电路
软件设计
1、采用模块化程序结构设计软件,可将整个软件分成若干功能模块。
2、画出程序流程图。
3、根据流程图,编写源程序。
4、在Proteus环境下,仿真调试程序
4设计原理与硬件电路
要完成本实验,首先必须了解交通路灯的亮灭规律。
本实验需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个,即红、黄、绿各两个。
不妨将L1(绿)、L2(黄)、L3(红)做为南北方向的指示灯,将L4(绿)、L5(黄)、L6(红)做为东西方向的指示灯。
而交通灯的亮灭规律为:
初始态是两个路口的红灯全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西方向通车,延时一段时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后,东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北方向开始通车,延时一段时间后,南北路口的绿灯灭,黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重复上述过程。
各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上,阴极接到输入端上,因此使其点亮应使相应输入端为低电平。
在以上的叙述基础上,本实验添加了东西方向S2、南北方向S3紧急切换按钮各一个,当紧急按钮按下时,相应方向紧急切换为绿灯,以便特种车辆通行。
另外,本实验以低电平触发中断申请,表示有特种车通过。
本实验中断处理程序的应用,最主要的地方是如何保护进入中断前的状态,使得中断程序执行完毕后能回到交通灯中断前的状态。
要保护的地方,除了累加器ACC、标志寄存器PSW外,还要注意:
一是主程序中的延时程序和中断处理程序中的延时程序不能混用,本实验给出的程序中,主程序延时用的是R5、R6、R7,中断延时用的是R3、R4和新的R5。
第二,主程序中每执行一步经74LS273的端口输出数据的操作时,应先将所输出的数据保存到一个单元中。
因为进入中断程序后也要执行往74LS273端口输出数据的操作,中断返回时如果没有恢复中断前74LS273端口锁存器的数据,则显示往往出错,回不到中断前的状态。
还要注意一点,主程序中往端口输出数据操作要先保存再输出,例如有如下操作:
MOVA,#0F0H(0)
MOVX@R1,A
(1)
MOVSAVE,A
(2)
程序如果正好执行到
(1)时发生中断,则转入中断程序,假设中断程序返回主程序前需要执行一句MOVA,SAVE指令,由于主程序中没有执行
(2),故SAVE中的内容实际上是前一次放入的而不是(0)语句中给出的0F0H,显示出错,将
(1)、
(2)两句顺序颠倒一下则没有问题。
发生中断时确定方向的绿灯亮10秒,然后返回中断前的状态。
5程序流程图
6程序及硬件系统调试情况
程序运行结果:
1东西路右拐和南北路左拐绿灯点亮5秒,直通到均为红灯
25秒后,黄灯亮3秒钟,。
此时南北方向仍维持红灯点亮。
3东西方向直通,为绿灯,南北方向红灯
4黄灯再亮三秒之后,东西路左拐和南北路右拐绿灯点亮
5南北方向的黄灯亮3秒钟后,南北方向直通,延时5秒
6闭合A口开关,四个路口全红灯,表明紧急状态。
设计总结与体会
经过这两周的课程设计,做关于交通灯系统设计,我认真查阅资料,学习关于这方面的知识,比如说要了解8086芯片中各个引脚的功能,怎么样去使用8255这个可编程并行接口芯片,怎么样使用8253来定时及输出一定频率的脉冲以及交通有哪些规则.在理论学习的基础上,又下了一次苦工夫,算是明白了设计一个系统的过程;也让我体会到要想成功地设计某个东西,光学好专业知识是不够的,必须要系统的知识,无论在哪方面都要有个明白的概念,只有这样才不至于在设计过程中摸不着头脑,知道去哪些是需要查的资料,还有一点,我觉得我在芯片编程方面,特别是在初始化方面是我最大的困难,或许是我的汇编语言学得不够好,我只能借助参考资料,查每一条指令的作用与功能,这样一来又巩固了我的对汇编语言的了解.
而且在设计中,把死板的课本知识变得生动有趣,激发了学习的积极性。
把学过的计算机编译原理的知识强化,能够把课堂上学的知识通过自己设计的程序表示出来,加深了对理论知识的理解。
以前对与计算机操作系统的认识是模糊的,概念上的,现在通过自己动手做实验,从实践上认识了操作系统是如何处理命令的,如何协调计算机内部各个部件运行,对计算机编译原理的认识更加深刻。
附录A程序代码
A_PORTEQU200H
B_PORTEQU202H
C_PORTEQU204H
CTRL_PORTEQU206H
CLK0EQU100H
CLK1EQU102H
CTRLEQU106H
DATASEGMENT
BUF1DB09H,11H,21H,12H,0CH,4AH,89H,49H
BUF2DB0C5H,0A3H,95H,93H,95H,13H,15H,23H,0H
DATAENDS
STACKSEGMENTPARASTACK'STACK'
DB100DUP(?
)
STACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACK
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAX,STACK
MOVSS,AX
MOVAL,10010000B
MOVDX,CTRL_PORT
OUTDX,AL
MOVAL,0
MOVDX,B_PORT
OUTDX,AL
MOVDX,C_PORT
OUTDX,AL
CALLPLAY
LEASI,BUF1
LEABX,BUF2
AAA1:
MOVCH,[BX]
MOVCL,CH
ANDCL,00001111B
CALLSHOW1
CALLDELAY
CALLSHOW2
CALLDELAY
JMPAAA6
AAA4:
MOVDX,A_PORT
INAL,DX
ANDAL,00000001B
CMPAL,00000000B
JNZAAA7
MOVAL,00001001B
MOVDX,B_PORT
OUTDX,AL
MOVAL,10010000B
MOVDX,C_PORT
OUTDX,AL
JMPAAA4
AAA7:
MOVDX,A_PORT
INAL,DX
ANDAL,00000010B
CMPAL,00000000B
JNZAAA4
CMPCL,0
JNZAAA5
INCSI
INCBX
MOVAL,[BX]
CMPAL,0
JNZAAA1
JMPSTART
AAA5:
DECCL
DECCH
CALLSHOW2
CALLDELAY
AAA6:
MOVDX,A_PORT
INAL,DX
ANDAL,00000010B
CMPAL,00000010B
JNZAAA6
JMPAAA4
SHOW1PROC
MOVAL,[SI]
MOVDX,B_PORT
OUTDX,AL
RET
SHOW1ENDP
SHOW2PROC
MOVAL,CH
MOVDX,C_PORT
OUTDX,AL
RET
SHOW2ENDP
PLAYPROC
MOVAL,00110111B
MOVDX,CTRL
OUTDX,AL
MOVAX,1000
MOVDX,CLK0
OUTDX,AL
MOVAL,AH
OUTDX,AL
RET
PLAYENDP
DELAYPROC
PUSHCX
MOVCX,0F5FH
LOOP1:
LOOPLOOP1
POPCX
RET
DELAYENDP
CODEENDS
ENDSTART
参考文献
[1]彭虎、周佩玲、傅忠谦.《微机原理里与接口技术》(第2版)[M]北京:
电子工业出版社2008,149-187
[2]周明德.《微型计算机系统原理及应用》[M]北京:
清华大学出版社,1998;
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