二○一一～二○一二学年第二学期信息科学与工程学院课程设计报告书
课程名称：微机原理课程设计
班级：电子信息工程2009级6 班学号：200904135150
姓名：张强
指导教师：徐守明
二○一二年二月二十日
前言
随着计算机科学技术的不断发展，微型计算机得到了广泛的应用，是人们利用计算机设计和开发各种应用系统的基础。同时微型计算机接口技术也是一门实践性较强的课程，理论与实践相结合可以更好的掌握知识，这也是这次交通灯系统控制的设计目的。交通灯是交通安全的关键，已广泛应用于城乡的十字路口，它的有无作为交通安全检查的重要依据，是交通秩序正常进行的有力保障。
十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。
本次的交通灯控制系统主要由8255A并行口、8253定时/计算器、8259单极中断控制器以及74LS139译码器实验等芯片组成。整个课程设计主要使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。主要包括以下五个方面：1.课程设计题目名称；2.课程设计要求完成的任务；3.系统设计文档（包括了总体设计、详细设计以及程序设计等文档）；4、课程设计总结；5.参考文献本次课程设计以固定的程序实现对交通灯实行控制，没有实现智能化，但智能化是交通控制系统是交通控制系统发展的必然趋势，也是满足日益发展的社会需要。通过本次的课程设计，更好的学习微机接口的应用技术，使我们将课堂所学到的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。
由于时间仓促和水平所限，本次课程设计难免有欠妥之处，请不吝批评指正。
摘要：本文介绍了以计算机为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能，实现对交通灯控制
关键词：计算机可编程并行接日芯片交通灯 8255A
目录
封面——————————————————————— 1 前言————————————————————————2 目录————————————————————————3 课程设计任务书—————————————————————4 第一章课程设计题目及要求———————————————5 第二章系统设计————————————————————6
2.1 交通灯控制系统介绍
2.2 芯片选择
2.3 系统原理
第三章详细设计————————————————————9 3.1 硬件设计
3.1.1 8255A并行接口————————————————10 3.1.2 8259A可编程中断控制器————————————12 3.1.3 8253可编程定时器/计数器———————————13 3.2 软件设计—————————————————————15 3.3 程序流程图—————————————————————21第四章程序设计————————————————————22 第五章调试结果————————————————————24 5.1 实验步骤
5.2 调试记录与分析
第六章小结————————————————————25 第七章参考文献————————————————————26 第八章附录——————————————————————27
Ⅰ课程设计题目：交通灯
Ⅱ原始资料
1、《微型计算机及接口》实验指导书
2、《微型计算机接口技术及应用》教材
3、交通灯的工作原理（图书馆借、网上搜索、下载）
Ⅲ课程设计任务内容
1.课程设计的目的意义：
通过课程设计培养同学们的系统设计能力，使同学们达到以下能力训练：
⑴、调查研究、分析问题的能力；
⑵、使用设计手册、技术规范的能力；
⑶、查阅中外文献的能力；
⑷、制定设计方案的能力；
⑸、计算机应用的能力；
⑹、设计计算和绘图的能力；
⑺、技术经济指标的分析能力；
⑻、语言文字表达的能力。
2.本课题研究的主要内容：
使用 8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。
基本要求：
⑴、设计实验电路（要求利用FD-88实验仪的硬件资源）
⑵、分析实验原理
⑶、列出实验接线表
⑷、采用汇编语言编写实验程序
⑸、通过实验验证功能的实现
⑹、编写课程设计说明书
第一章课程设计题目以及要求
一、课程设计题目：交通灯
使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况
二、基本要求：
1、设计实验电路（要求利用FD-88试验仪的硬件资源）
2、分析实验原理
3、列出实验接线表
4、采用汇编语言编写实验程序
5、通过实验验证功能的实现
6、编写课程设计说明书。
第二章系统设计
2．1交通灯控制系统介绍
十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。假设为某个十字路口设计一个交通灯控制系统，1、3为东，南方向， 2、4为西，北方向，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。延迟一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁。闪烁若干次后， 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。延迟一段时间后， 2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。
2.1.1主要内容
在十字路口的东西和南北两个方向都各有红、黄、绿三个信号灯。红、黄、绿交通灯的变化规律为：
1）南北方向的绿灯、东西方向的红灯同时亮20秒。
2）南北方向的绿灯灭、黄灯亮5秒，同时东西方向的红灯继续亮。
3）南北方向的黄灯灭、红灯亮，同时东西方向的红灯灭、绿灯亮，持续20秒。4）南北方向的红灯继续亮，同时东西方向的绿灯灭、黄灯亮5秒。
5）转1）重复。
2.1.2工作原理
交通灯的工作过程如下：设十字路口的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，2个路口的LED数码管开始倒计时25秒。延迟20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，2个路口的LED数码管重新开始倒计时25秒。延迟20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。当有紧急情况时，2个方向都红灯亮，倒计时停止，车辆禁止通行，当紧急情况结束后，控制器恢复以前的状态继续工作。
在设计中采用6个发光二极管来模拟2个路口的黄红绿灯，每个路口用2个数码管来显示通行或禁止剩余的时间。紧急情况用一个单脉冲发生单元申请中断来模拟，紧急情况结束后，再发一个中断来恢复以前的状态。
根据前面的介绍，本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用8253定时/计数器定时100ms，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由8255控制发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8279中断控制器组成。
程序主要是由定时子程序、发光二极管显示子程序、数码管显示子程序和中断服务程序组成。包括对8253、8255以及8259等可编程器件的编程。
交通灯显示模块
2.2、芯片选择
1．用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口自定）；2位数码显示用8255A实现控制。
2. 用实验系统8253的计数器2定时向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断，以实现定时；实验系统8253的计数器2的CLK2接OPCLK，频率为1.19318MHZ；GATE2已接 +5V；定时采用软硬件相结合的方式实现。
⒊ 用实验系统的发光二极管模拟红绿灯
2.3 系统原理
本次系统利用8253定时，8259中断、8255A并口输出实现交通灯模拟控制的硬件电路，利用汇编语言程序编写源程序代码实现软件部分；能自动控制和手动控制，可以调整自动模式的绿灯和红灯时间。通过接口芯片8255构成并行接口电路，用它的A口和B口模拟交通灯的闪烁情况，A口表示东、南方向，B口表示西、北方向,绿灯和红灯共同表示黄灯。首先片选对应的端口地址，定义8255A 的工作方式位0；然后对端口A和B进行不同的数据写入，控制交通灯的亮度以及闪烁情况，采用延时子系统。
第三章 详细设计
3.1硬件设计
本课题的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图1所示。硬件电路由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。
定时模块是由8253的计数器0来实现定时100ms 。Clk0接实验平台分频电路输出Q6，f ＝46875hz 。GATE0接8255的PA0，由8255输出来控制计数器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定时完成申请中断，进入中断服务程序。
Q6
OUT0
8253 GA TE0 Clk0
PA0 8255 PC
地址 CS1 译码 CS2
电路 CS3 CS4
数码管显示模块
IRQ2 8259
IRQ3
发光二极管电路
单脉冲发生单元
PC BUS 图1 系统硬件电路图
3.1.1.8255A并行接口
一. 8255A的引脚及功能
8255A是一个采用NMOS工艺制造的40个引脚的双列直插式组建，其外部引脚如下图所示：
功能：8255A具有面向主机系统总线和面向外设两个方向的连接能力，即通过8255A，CPU可直接同外设相连接，负责CPU和外设之间的数据传送。
1、面向系统总线的信号线
D0~~D7：双向数据线;CPU通过它向8255A发送命令、数据；8255A通过它向CPU 回送状态、数据
/CS：选片信号线，该信号线低电平有效，由系统总线经I/O地址译码器产生
A1、A0：芯片内部端口地址信号线，与系统地址总线地位相连
/RD：读信号线，该信号低电平有效，CPU通过执行IN指令，发读信号将数据或状态信号从8255A读至CPU
/WR：写信号线，该信号低电平有效，CPU通过执行OUT指令，发写信号，将命令或数据写入8255A
RESET：复位信号线，该信号高电平有效。
2、面向I/O设备的信号线
PA0~~PA1:端口A的输入/输出线
PBO~~PB7:端口B的输入/输出线
PC0~~PC7:端口C的输入/输出线
这24根信号线均可用来连接I/O设备，通过它们传送数字量信息或开关量信息二、内部结构
1、数据总线缓冲器
2、读/写控制逻辑
3、A组和B组控制电路
4、数据端口A、B、C
三、8255的工作方式
1、方式0——基本输入/输出方式
8255工作在方式0时，三个端口分成彼此的两个8位口，即A口和B口，两个4位口，这4个并行口都能设定为输入或输出。方式0常用于无条件查询传送
2、方式1——选通输入/输出方式
3、方式2——双向输入/输出方式
3.1.2 8259A可编程中断控制器
一、8259A的引脚及功能
8259A的引线分为3部分，即与CPU的接口引线，与外设的引线和用于级联的接口引线，如下图所示
1、8259A与CPU的接口引线
D7~D0：数据线，双向，三态。与CPU数据总线直接相连
/WR：写信号，输入，低电平有效
/RD：读信号，输入，低电平有效
A0：地址线，输入，用于寻址8259A内部的两个端口，此引脚连接CPU系统地址线
/CS: 片选信号，输入，低电平有效。此引脚连接译码电路输出端
INT：中断请求信号，输出，高电平有效，连接CPU的可屏蔽中断请求输入端INTR /INTA；中断响应信号，低电平有效，用于接收CPU送回的中断响应负脉冲
二、内部结构
1、数据总线缓冲器
2、读/写逻辑
3、级联缓冲/比较器
4、中断请求寄存器
5、终端屏蔽寄存器
6、优先权分析器
7、中断服务寄存器
8、控制逻辑
三、工作方式
1、屏蔽中断源方式
2、设置优先级的方式
3、中断结束方式
4、查询中断方式
5、读取状态方式
6、级联方式
7、连接系统总线方式
3.1.3、8253可编程定时器/计数器
一、8253定时/计数器的引脚及功能
8253是NMOS工艺制成，采用单一+5V电源，24引脚双列直插式封装，外部引脚如下所示
1、8253与CPU的接口引线
D7~D0:双向数据线：可直接与数据总线相连，用于传递各种数据信息
/WR：写信号，输入，低电平有效，用于控制CPU对8253的写操作
/RD：读信号，输入低电平有效。用于控制CPU对8253的读操作
A1、A0：地址线，输入信号
/CS：片选信号，输入信号，低电平有效。当/CS为0时，8253被选中，允许CPU 对其进行读/写操作
2、8253与外设的接口引线
CLKO~CLK2：时钟输入信号；GATE0~GATE2：门控输入信号；OUT0~OUT2：计数输出端
3、定时与计数方式
二、内部结构
1、数据总线缓冲器
2、读/写逻辑电路
3、控制字寄存器
4、计数器
三、8253方式控制字
定时/计数器8253的每个计数通道根据CPU发命令写入控制寄存器的控制字确定工作方式和计数格式。8253控制字的格式如下所示：
D7 D6 D5 D4 D
3
D
2
D
1
D0
SC 1
SC
RW
1
RW
M
2
M
1
M
BC
D
D7、D6:计数器选择位SC1、SC0。8253的3个计数器相互独立，并且都有一个控制寄存器。但这三个控制寄存器占用同一个端口地址，即A1A0=11
D5、D4：读/写指示位RW1、RW0。CPU向某个计数器写入初值和读取它们的当前值时不同的格式
D3、D2、D1：工作方式选择位M2、M1、M0。8253有6种工作方式，选择哪种工作方式由M2、M1、M0编码确定
DO：数值计数格式，用来选择计数格式。DO=O,计数器按二进制格式计数；D0=1,
计数器按BCD码格式计数
四、8253工作方式
1、方式0——计数结束中断方式
2、方式1——可编程单稳态输出方式
3、方式2——分频器
4、方式3——方波发生器
5、方式4——软件触发选通
3.2软件设计
1. 软件设计思路
本程序由主程序、定时中断子程序和外部中断子程序组成。主程序主要负责系统初始化和等待中断。定时中断子程序主要负责数码管显示刷新和红绿黄灯各种状态切换。外部中断子程序负责紧急情况处理和处理完恢复。
8253计数的起停由8255的PA0控制，8255的PA0输出1时，8253开始计数，交通灯按正常状态切换工作，PA0输出0时，计数器停止工作，交通灯不再按正常状态切换。8253开始计数后每100ms发出一个中断申请信号，在中断子程序中先刷新数码管，然后判断当前状态，进入相应的处理程序进行处理。当有紧急情况时进入外部中断服务子程序，先让8253停止计数，然后点亮所有的红灯，下一次外部中断处理时，恢复原来的交通灯状况，启动8253开始工作。
2. 主程序设计
主程序负责系统的初始化，然后数码管数据输出显示，同时检测PC键盘按键，有按键就退出程序。主程序的流程图如图3所示。
系统初始化包括8253的初始化，8255的初始化，中断向量初始化以及设置交通灯工作的初始状态。8253定时的时间是100ms，clk0的输入时钟f＝46875hz，所以计数初值为124FH。
主程序的流程图：
开始
初始化8253
初始化8255
设置中断向量
设置交通灯初态
启动计数器
数码管数据输出
N
有按键
Y
结束
3. 定时中断子程序
定时中断子程序是本设计的重点，负责完成数码管输出数据刷新和各个状态的处理切换。中断子程序包括数码管输出数据刷新程序和各状态处理程序。中断程序的流程图如图4所示。
开始
数码管输出
数据处理
状态比较跳转
状态1处理
程序状态2处理
程序
状态3处理
程序
状态4处理
程序
中断恢复
中断返回
图4 定时中断服务子程序
数码管输出数据刷新子程序是实现倒计时25s，用LEDOUT表示输出的数据，cnt用来软件计时1s，就是计数10个100ms。LED输出是要将输出的数据转化为段选码。LED数码管倒计时显示子程序的流程图如图5所示。
开始
cnt ＋＋
图5 LED 倒计时显示子程序
cnt=10?
cnt=0
LEDOUT －－
LEDOUT=0?
LEDOUT=25
退出
Y Y
N
N
根据当前的状态跳转到相应的处理程序，在处理程序中完成定时和状态的切换。状态1和3的流程是一样的，先点亮对应的交通灯，再判断定时到了就可以切换了。状态2和4要实现黄灯的闪烁，间隔点亮和熄灭就可以了。状态1和3处理程序的流程图（以状态1为例）如图6所示，其中NUM 是状态1对应的PC 口输出，见前面的表中介绍。状态2和4处理程序（以状态1为例）的流程图如图7所示，其中NUM1和NUM2是状态1对应的PC 口输出。
图6 状态1处理程序流程图
CNT=0?8255PC 口输出数据NUM
CNT=200?
CNT++
State1处理程
序State ＝2CNT ＝0
退出
Y
N Y
N
4. 外部中断服务子程序
外部中断服务子程序主要用来处理紧急情况，将2个方向的车都停止运行，点亮所有红灯。下次中断来时恢复以前的状态。用一个标志位FLAG 判
断是第一次进入还是恢复状态。外部中断服务子程序的流程图见图8所示。
图8 外部中断服务子程序流程图
FLAG ＝TRUE
8255PA0口输出0
中断处理
点亮所有红灯
退出
Y
N
8255PA0口输出1
恢复点亮原状态的交通灯
图7 状态2处理程序流程图
CNT=0?8255PC 口输出数据NUM1
CNT=5?
CNT++
State2处理程
序CNT1＋＋，CNT ＝0，NUM1和NUM2
互换
退出
Y
N Y
N CNT1=10?
State ＝3CNT ＝0
Y
N
5.FD88调试软件 §1、功能特点
FD88 Debug （文件名FD88.EXE ）是IBM －PC 上（ 286， 386。 486或兼容机）为FD8088A 实验仪配置的调试软件。它具有功能强、使用灵活方便、人- 机界面友善、稳定可靠等特点，能支持各种应用系统的调试。在FD8088A 实验仪和Debug 软件支持下、使用户得心应手地完成实验过程中各个阶段的工作（包括源
程序编辑、存盘、读盘、程序调试等），大大提高工作效率，缩短调试周期。
FD88 调试软件允许用户使用两种操作方式：窗口方式和命令方式．窗口方式显示的信息量大，各个窗口都是活动的，用户可在窗口中进行修改数据等操作。窗口方式具有系统初始化、文件管理、运行控制、窗口管理等多种操作命令。用户既可以根据菜单操作也可以使用一些功能键进行操作．窗口方式特别适用于程序的调试，便于观察程序运行后的结果。命令方式操作快捷；对于熟练用户比较
合适。
§2、启动方法
将FD8088A实验仪和 IBM－PC（ 286, 386, 486或兼容机）通过 RS232电缆相连；打开FD8088A实验仪电源． PC机开机以后运行FD88调试软件（ FD88调试软件可以复制到PC机的硬盘上）。FD88调试软件有四个参数。用户可使用其中任意一个，其功能如下：
/n 启动调试软件，但不和实验系统进行通讯连接，用户可在软件中在进行连接：
/1 启动调试软件，使用串行口1， 19600波持率和实验系统连接；
/2 启动调试软件，使用单行口2；19600波特率和实验系统连接；
/? 显示FD88调试软件的参数帮助信息．
⑴、异常情况
如果调试软件和实验系统连接失败，则在屏幕上弹出提示窗口：
这时输入回车键；进入调试软件．用户应检查串行口设置，还应检查FD－SJ8088A实验系统电源是否开放。若电源已开启，按一下复位按钮使之处于初始状态。如果联接错误是因为串行口设置错误，则应按ALT＋X键退出调试软件，使用正确的参数重新启动。如是其他原因，纠正错误后使用菜单命令中Reconnect命令重新进行连接即可。
⑵、正常情况
如果连接和操作正确，则在屏幕上出现六个窗口，系统现场信息分别显示在各窗口内。
长安大学 电子技术课程设计 题目简易交通信号灯控制器 班级 姓名黄红涛指导教师温 凯歌 日期 前言 在现代城市中，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。有了交通灯之后人们的安全出行有了很大的保障。 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缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。 因此，在本次课题为简易交通灯的课程设计中，通过采用数字电路对交通灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。
本设计分为两个部分：第一部分是由定时器、时钟脉冲驱动和控制器组成的秒脉冲信号发生装置；第二部分是有译码器、发光二极管和数码管组成的交通信号灯以及时间显示装置。各部分采用分模块设计，正文中详细介绍了各模块的功能和原理。 为了完成本次设计，参阅了大量的资料，包括所用到的芯片的详细中英文资料。搜集和查阅资料是一个漫长但是非常重要的过程，获取各模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最合适的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。在MULTISIM软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性。通过仿真来验证实验原理和电路的正确性。在整个过程中，充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出现结果，这就是我们需要解决的问题，通过问老师或者查资料来分析解决问题。最后确定仿真没有错误后，汇总电路图。 本设计分为两大部分，交通信号灯以及译码显示电路（时间显示）部分由黄红涛同学和韩白雨同学负责主导设计；秒脉冲信号发生以及控制部分由任永刚同学负责，最后进过整合后得到完整系统。 由于缺少实践经验，并且知识有限，所以本次课程设计中难免存在缺点和错误，敬请老师批评指正。 黄红涛 2010年12月29日 目录 前言 (2)
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
二○一一～二○一二学年第二学期信息科学与工程学院课程设计报告书 课程名称：微机原理课程设计 班级：电子信息工程2009级6 班学号：200904135150 姓名：张强 指导教师：徐守明 二○一二年二月二十日
前言 随着计算机科学技术的不断发展，微型计算机得到了广泛的应用，是人们利用计算机设计和开发各种应用系统的基础。同时微型计算机接口技术也是一门实践性较强的课程，理论与实践相结合可以更好的掌握知识，这也是这次交通灯系统控制的设计目的。交通灯是交通安全的关键，已广泛应用于城乡的十字路口，它的有无作为交通安全检查的重要依据，是交通秩序正常进行的有力保障。 十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。 本次的交通灯控制系统主要由8255A并行口、8253定时/计算器、8259单极中断控制器以及74LS139译码器实验等芯片组成。整个课程设计主要使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。主要包括以下五个方面：1.课程设计题目名称；2.课程设计要求完成的任务；3.系统设计文档（包括了总体设计、详细设计以及程序设计等文档）；4、课程设计总结；5.参考文献本次课程设计以固定的程序实现对交通灯实行控制，没有实现智能化，但智能化是交通控制系统是交通控制系统发展的必然趋势，也是满足日益发展的社会需要。通过本次的课程设计，更好的学习微机接口的应用技术，使我们将课堂所学到的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。 由于时间仓促和水平所限，本次课程设计难免有欠妥之处，请不吝批评指正。 摘要：本文介绍了以计算机为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能，实现对交通灯控制 关键词：计算机可编程并行接日芯片交通灯 8255A
南京师范大学中北学院
毕业设计（论文）开题报告
（ 10 届）
题 目： 基于 PLC 智能交通灯控制系统设计
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： xxx 学 号： xxx
指导教师： xxx 职 称：
填写日期：
2014 年 2 月 20 日
南京师范大学中北学院教务处 制
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格
审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业 设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及院、系审查 后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在 其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408—94《数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一 律用阿拉伯数字书写。如“2011 年 4 月 26 日”或“2011-04-26”。
4．院系审查意见栏签章：自办专业盖中北学院教学院长签名章、 中北学院公章，非自办专业盖联办二级学院教学院长签名章、联办 二级学院公章。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．本课题的目的及研究意义：
随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使 得城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。因此，提高城市路 网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、 经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何 改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先进行车流量的调查，运用统计的 方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定 的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的 方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等 候通过。可见，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是：能有 一种能够根据车流量变化适时调节的交通灯控制系统。
我所要研究的就是基于 PLC 的智能交通灯控制系统。智能交通系统（ITS—— Intelligent Transport Systems）ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合研究体系， 其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动控制技术、计算机技术、信息与通讯技术 及电子传感技术等有效的集成，并应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围 内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。由于交通系统具 有较强的非线性、模糊性和不确定性，是一个典型的分布式非线性系统，而且具有多种 信息来源、多传感器的特点，用传统的理论与方法很难对其进行有效的控制。把先进的 智能控制技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通管理技术结合起来，代表着城 市交通信号控制系统发展的方向。
智能交通的发展是现代社会经济发展的客观要求，交通运输是国民经济和现代社会 发展的基础。由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一 体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越高，智能交 通便成为现代社会经济发展的客观要求。
百度文库 长沙学院 电子技术 课程设计说明书 题目交通灯控制电路设计 系( 部) 电子信息与电气工程系 专业 ( 班级 ) 电气工程及其自动化 姓名龙欣 学号B214 指导教师张海涛 起止日期 电子技术课程设计任务书(27) 系（部）：电子信息与电气工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：张海涛课题名称 交通灯控制电路设计
百度文库 由一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆安全、迅速地通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行； 绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠在禁行线外。实现红、绿灯的 自动指挥对城市交通管理现代化有着重要的意义。 设设计要求： 1.掌握交通灯控制电路的设计、组装与调试方法。 计 2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法，能够运用所学知识设计一定规模的电路。 内 设计任务： 容 1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 及 2.当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红 要 灯。 求 3.主支干道交替允许通行，主干道每次放行30s、支干道20s。设计 30s 和20s 计时 显示电路。 4.在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮 5s 的黄灯作为过渡，以使行驶中 的车辆有时间停到禁止线以外，设置5s 计时显示电路。 1、系统整体设计； 设 2、系统设计及仿真； 计 3、在 Multisim 或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示； 工 作 4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，量参考文献、设计总结等。 起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注 进 第一天课题介绍，答疑，收集材料 第二天设计方案论证 度 安第三天进行具体设计 排 第四天进行具体设计 第五天编写设计说明书 指导老师 月教研室 年日 意见意见 年月日 长沙学院课程设计鉴定表 姓名龙欣学号B214专业电气班级 2
单片机课程设计报告交通灯控制系统设计
摘要 本设计是针对交通灯系统的设计，由单片机AT89C51（实物用AT89S52）、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。单片机是把微型计算机的各功能部件集成在一块芯片中，构成的一个完整的微型计算机。AT89C51单片机是MC-51中的子系列，是一组高性能兼容型单片机，AT89C51是一个低功耗高性能的CMOS 8位单片机，40个引脚，片内含4KB Flash ROM和128B RAM，它是一个全双工的串行通行口，既可以用常规编程，又可以在线编程。 本设计中的数码管的选通采用的方法是动态显示，对每一位数码分时轮流通电显示，复位电路采用上电+按钮电平复位，时钟电路采用内部时钟产生方式。对特殊情况的处理采用中断处理方式，在中断处理程序中采用对管脚的状态查询扫描，已采取相应情况的处理。 对设计方案进行电路硬件设计，并将已编程的程序载入调试，可以得到理想的实验效果。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能.具体功能是假如 A 道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。A道放行 25秒，B道放行20秒。一道有车而另一道无车，交通灯控制系统能立即让有车道放行。有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2 开关模拟。绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
目录 1引言.......................................................................................................................................... - 1 - 1.1交通灯的重要作用........................................................................................................... - 1 -1.2该交通灯系统的特点....................................................................................................... - 1 -2系统总体方案及硬件设计 ......................................................................................................... - 2 - 2.1原理框图........................................................................................................................... - 2 -2.2设计功能........................................................................................................................... - 2 - 2.3交通灯控制系统各部分硬件组成................................................................................... - 2 - 2.3.1复位部分.................................................................................................................... - 2 - 2.3.2时钟电路部分............................................................................................................ - 3 - 2.3.3路口指示灯部分........................................................................................................ - 3 - 2.3.4显示部分.................................................................................................................... - 3 -2.4元器件清单....................................................................................................................... - 4 -3软件设计..................................................................................................................................... - 5 - 3.1交通灯控制系统软件流程图及程序分析....................................................................... - 5 - 3.1.1主程序流程图及程序模设计.................................................................................... - 5 - 3.1.2INT0中断服务程序流程图及程序模设计.............................................................. - 6 -3.2路口指示灯部分............................................................................................................... - 7 - 3.3显示部分........................................................................................................................... - 7 - 4. Proteus软件仿真 ..................................................................................................................... - 8 - 5 课程设计体会......................................................................................................................... - 10 -参考文献....................................................................................................................................... - 10 -附1：源程序代码 (13) 附2：系统原理图 (20)
二○一一～二○一二学年第二学期 信息科学与工程学院 课程设计报告书 课程名称：微机原理课程设计 班级：电子信息工程2009级 6 班 学号： 200904135150 姓名：张强 指导教师：徐守明 二○一二年二月二十日 前言 随着计算机科学技术的不断发展，微型计算机得到了广泛的应用，是人们利用计算机设计和开发各种应用系统的基础。同时微型计算机接口技术也是一门实践性较强的课程，理论与实践相结合可以更好的掌握知识，这也是这次交通灯系统控制的设计目的。交通灯是交通安全的关键，已广泛应用于城乡的十字路口，它的有无作为交通安全检查的重要依据，是交通秩序正
常进行的有力保障。 十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。 本次的交通灯控制系统主要由8255A并行口、8253定时/计算器、8259单极中断控制器以及74LS139译码器实验等芯片组成。整个课程设计主要使用8255A的A口和B口模拟十字路口交通灯的闪烁情况。主要包括以下五个方面：1.课程设计题目名称；2.课程设计要求完成的任务；3.系统设计文档<包括了总体设计、详细设计以及程序设计等文档）；4、课程设计总结；5.参考文献 本次课程设计以固定的程序实现对交通灯实行控制，没有实现智能化，但智能化是交通控制系统是交通控制系统发展的必然趋势，也是满足日益发展的社会需要。通过本次的课程设计，更好的学习微机接口的应用技术，使我们将课堂所学到的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。 由于时间仓促和水平所限，本次课程设计难免有欠妥之处，请不吝批评指正。 摘要：本文介绍了以计算机为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能，实现对交通灯控制 关键词：计算机可编程并行接日芯片交通灯 8255A 目录 封面——————————————————————— 1 前言————————————————————————2 目录————————————————————————3 课程设计任务书—————————————————————4 第一章课程设计题目及要求———————————————5 第二章系统设计————————————————————6 2.1 交通灯控制系统介绍 2.2 芯片选择 2.3 系统原理 第三章详细设计————————————————————9 3.1 硬件设计 3.1.1 8255A并行接口————————————————10 3.1.2 8259A可编程中断控制器————————————12 3.1.3 8253可编程定时器/计数器———————————13 3.2 软件设计—————————————————————15 3.3 程序流程图—————————————————————21
第三章数字电路课程设计 课程设计1：交通灯逻辑控制电路设计 一、简述： 为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制信号灯来进行指挥。其中红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。交通灯控制电路的系统框图如图3.1.1所示： 图3.1.1 交通灯控制器系统框图 二、设计任务和要求 设计一个十字路口交通信号灯控制器。基本要求如下： 1．满足图3.1.2顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。 2．应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序工作流程图3.1.3所示。图3.1.3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮
的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。 图3.1.3 交通灯时序工作流程图 3．十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到绿灯灭为止；当黄灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到黄灯灭为止；当红灯亮时，置显示器为0，然后以每秒加1计数方式方式工作，直至加到红灯灭为止。例如：假设每个单位时间为3 秒，当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为0，并使数显计数器开始加“1”计数，当加到绿灯灭而黄灯亮时，数显的值应从14跳回到0，同时黄灯亮，黄灯计数，当数显值从2跳到0时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；红灯计数加“1”计数，当加到红灯灭时，数显的值应从17跳回到0。同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向开始计数。 4．扩展功能： （1）用LED 发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 NSG t
交通灯控制电路 交通灯的课程设计 [要点提示] 一、实验目的 二、实验预习要求 三、实验原理 四、实验仪器设备 五、练习内容及方法 六、实验报告 七、思考题 [内容简介] 一、设计任务与要求 1(设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒; 2(要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道; 3(黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 二、实验预习要求 1(复习数字系统设计基础。 2(复习多路数据选择器、二进制同步计数器的工作原理。 3(根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图。 三、设计原理与参考电路 1(分析系统的逻辑功能，画出其框图
交通灯控制系统的原理框图如图12、1所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中: TL: 表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为25秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY:表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。 ST:表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。 2(画出交通灯控制器的ASM图12、1 交通灯控制系统的原理框图(Algorithmic State Machine，算法状 态机)
(1)图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道 禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。 (2)甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通 行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY 时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 (3)甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允 许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 (4)甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上位过县停 车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第(1)种工作状态。 交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如表12、1所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定: 表12、1 控制器工作状态及功能 控制状态信号灯状态车道运行状态 S0(00) 甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行 S1(01) 甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行 S3(11) 甲红，乙绿甲车道禁止通行，甲车道通行 S2(10) 甲红，乙黄甲车道禁止通行，甲车道缓行 AG=1:甲车道绿灯亮;
2011年至2012年第1学期《单片机原理与应用》课程设计 班级1006402 指导教师涂立旎 学生人数___ _3__ ___ 设计份数 1 2011年12月23日
城市交通灯控制系统设计报告 1006402-42 流溪 1006402-24钱升 1006402-06毛运鹏 一．设计时间 2012年12月19日——2011年12月23日 二．设计地点 一实验楼401机房 三．设计小组及成员分工 1006402-42 流溪（组长，编写及调试程序） 1006402-24 钱升（负责设计报告的书写及资料整理） 1006402-06 毛运鹏（原理图、流程图设计） 四．指导老师 涂立老师，旎老师 五．设计题目 基于51型单片机的城市交通灯控制系统 六．设计容及目标 1.该交通灯系统的设计容 本设计是基于AT89S51单片机的十字路口交通灯控制系统，利用6个发光二极管模拟交通灯。按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。 2.该交通灯系统的设计目标 本系统结构简单，操作方便；可实现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。
七．流程图与原理图及部分说明 1.程序流程图如图1所示： 图1. 程序流程图 2.主程序流程图步骤说明： （1）东西方向车道红灯亮，南北方向车道绿灯亮。表示东西方向车道上的车辆禁止通行，南北方向车道允许通行。绿灯亮足规定的时间隔时，控制器发出状态信号，转到下一工作状态。
目录 第一章引言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2 设计背景 (1) 1.3 设计要求 (2) 第二章系统硬件设计 (3) 2.1设计方案 (3) 2.2工作原理 (3) 2.3 硬件介绍 (4) 2.3.1 MSC-51芯片简介 (4) 2.3.2 8255A芯片 (5) 第三章系统软件设计 (7) 3.1 时间及信号灯的显示 (7) 3.2 延时设计 (8) 3.3 程序流程图 (9) 3.4 程序源代码 (10) 第四章系统调试结果 (15) 4.1 测试结果 (15) 小结 (16) 参考文献 (17)
第一章引言 1.1设计目的 1、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭； 2、用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理. 3、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力； 4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。 1.2 设计背景 十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞，导致城市交通效率的下降。目前，有一种使用“模糊控制”技术控制交通灯的方法。能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况，自动判断红绿灯时间间隔，以保证最大车流量，减少道口的交通堵塞。但是却不像定时控制，能用数字显示器显示当前灯色剩余时间，以便于驾驶员随时掌握自己的驾驶动作，及时停车或启动。
交通灯控制电路设计与仿真 一、实验目的 1、了解交通灯的燃灭规律。 2、了解交通灯控制器的工作原理。 3、熟悉 VHDL 语言编程，了解实际设计中的优化方案。 二、实验原理 交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通的燃灭规律为：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。 在实验中使用 8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为 20s。数码管的时间总是显示为 19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。 三、实验内容 本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱 的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟，黄灯闪烁时钟要求为 2Hz，七段码管的时间显示为 1Hz脉冲，即每 1s 中递 减一次，在显示时间小于 3 秒的时候，通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统 中用 S1 按键进行复位。 实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、数码管与 FPGA 的接口电路，以及 数字时钟源、按键开关、数码管与 FPGA 的管脚连接在以前的实验中都做了详细说 明，这里不在赘述。交通灯模块原理与 LED 灯模块的电路原理一致，当有高电平输 入时 LED 灯就会被点亮，反之不亮。只是 LED 发出的光有颜色之分。其与 FPGA 的 管脚连接如下表 19-1 所示： 四、实验步骤 1、打开 QUARTUSII 软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个 VHDL File，打开 VHDL 编辑器对话框。
数字电子技术课程设计 简易交通灯控制逻辑电路设计 专业班级:09自动化一班 时间:2011.12.12-2011.12.19 姓名: 指导教师: :郭计云
大同大学电气工程系
目录 一、课程题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、系统框图及说明 (2) 四、单元电路设计 (4) 五、仿真过程与效果分析 (12) 六、体会总结 (13) 七、参考文献 (13)
《一》课程设计题目： 交通灯控制电路设计 《二》设计要求： 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用计时的方法）。 5、同步设置人行横道红、绿灯指示。 《三》系统框图及说明： 1、分析系统的逻辑功能，画出其框图 交通灯控制系统的原理框图如图1-1 所示。它主要由计时电路、主控电路、信号 灯转换器和脉冲信号发生器组成。脉冲信号发生器用的是555 定时器；计时计数器是由74LS160 来完成、输出四组驱动信号T0 和T3 经信号灯转换器(4 片7448)来控制信号灯工作，主控电路是系统的主要部分，由它控制信号灯转换器的工作。
（图1-1）2、信号灯转换器
状态与车道运行状态如下：S0：支干道车道的绿灯亮，车道通行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S1：支干道车道的黄灯亮，车道缓行，人行道禁止通行；主干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行 S2：支干道车道的红灯亮，车道禁止通行，人行道通行；主干道车道的绿灯亮，车道
8255端口地址： 控制寄存器地址28BH A口的地址288H B口的地址289H C口的地址28AH 实验程序： DATA SEGMENT BUF1 EQU 00100100B ;南北绿灯亮东西红灯亮BUF2 EQU 01000100B ;南北黄灯亮东西红灯亮BUF3 EQU 00000100B ;南北灯灭东西红灯亮BUF4 EQU 10000001B ;南北红灯亮东西绿灯亮BUF5 EQU 10000010B ;南北红灯亮东西黄灯亮BUF6 EQU 10000000B ;南北红灯亮东西灯灭DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,80H MOV DX,28BH OUT AX,AL ALL: MOV AL,BUF1 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAYL MOV CX,5 YEL1: MOV AL,BUF2 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAYS MOV AL,BUF3 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAYS LOOP YEL1 MOV AL,BUF4 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAYL MOV CX,4 YEL21: MOV AL,BUF5 MOV DX,28AH
OUT DX,AL CALL DELAYS MOV AL,BUF6 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAYS LOOP YEL2 JMP ALL MOV AH,4CH INT 21H DELAYL PROC NEAR ;长延时 PUSH CX PUSH DI Y1：MOV CX,2000H X1：MOV DI,2000H DEC DI JNE X1 LOOP Y1 POP DI POP CX RET DELAYL ENDP DELAYS PROC NEAR ;短延时 PUSH CX PUSH DI Y2：MOV CX,500H X2：MOV DI,1000H DEC DI JNE X2 LOOP Y2 POP DI POP CX RET DELAYS ENDP CODE ENDS END START 桂林电子科技大学信息与通信学院