學號0814206
《微型計算機原理與接**術》
課程設計
（ 2008級本科）
題目： 交通燈控制系統
系（部）院： 物理與機電工程學院
專業電氣工程及其自動化
作者姓名： 董光鵬
指導教師： 張靜職稱： 副教授
完成日期： 2011 年 6 月 30 日
課程設計任務書
2011 年秋季學期
前言隨著計算機科學技術的不斷發展，微型計算機得到了廣泛的應用，成為人們利用計算機設計和開發各種應用系統的基礎。同時微型計算機接**術也是一門實踐性較強的課程，理論與實踐相結合可以更好的掌握知識，這也是這次微機原理課程設計目的。交通燈是交通安全的關鍵，已廣泛應用於城鄉的十字路口，它的有無作為交通安全檢查的重要依據，是交通秩序正常進行的有力保障。
十字道口的紅綠燈是交通法規的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內大多數城市正在採用「自動」紅綠交通燈，它具有固定的「紅燈—綠燈」轉換間隔，並自動切換。
它們一般由「通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色訊號燈和方向指示燈」三部分組成。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先「固化」，每次只是以一定週期交替變化。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分複雜的，是高度非線性的、隨機的，還經常受人為因素的影響。
採用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當前道路上交通車輛數的實際情況變化，其最大的缺陷就在於當路況發生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞，導致城市交通效率的下降。目前，有一種使用「模糊控制」技術控制交通燈的方法。
能夠根據十字路口兩個方向上車輛動態狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時控制，能用數字顯示器顯示當前燈色剩餘時間，以便於駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作，及時停車或啟動。
本次課程設計以固定的程式實現對交通燈實行控制，沒有實現智慧型化，但智慧型化是交通控制系統是交通控制系統發展的必然趨勢，也是滿足日益發展的社會需要。通過本次的課程設計，更好的學習微機介面的應用技術，使我們將課堂所學到的知識和實踐有機結合起來，初步掌握計算機應用系統設計的步驟和介面設計的方法，提高分析和解決實際問題的能力。
摘要：本文介紹了以計算機為核心.利用可程式設計並行介面晶元8255的軟硬體功能，實現對交通燈控制。
關鍵詞： 交通燈 8255目錄
1 課題簡介5
2 設計要求5
3 具體設計6
3.1 延時設計6
3.2 8255引線及構6
3.3 電路接線圖10
4 使用方法11
5 流程圖設計12
6 程式設計12
7 設計總結16
8 參考文獻16
1 課題簡介
十字道口的紅綠燈是交通法規的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內大多數城市正在採用「自動」紅綠交通燈，它具有固定的「紅燈—綠燈」轉換間隔，並自動切換。
它們一般由「通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色訊號燈和方向指示燈」三部分組成。在交通燈的通行與禁止時間控制顯示中，通常要麼東西、南北兩方向各50秒。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先「固化」，每次只是以一定週期交替變化。
但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分複雜的，是高度非線性的、隨機的，還經常受認為因素的影響。採用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當前道路上交通車輛數的實際情況變化，其最大的缺陷就在於當路況發生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞，導致城市交通效率的下降。
目前，有一種使用「模糊控制」技術控制交通燈的方法。能夠根據十字路口兩個方向上車輛動態狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時控制，能用數字顯示器顯示當前燈色剩餘時間，以便於駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作，及時停車或啟動。
2 設計要求
1．東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘。
2．1分鐘後，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。
3．東西方向的黃燈閃爍5秒鐘後，轉為南北方向放行20秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘。
4．南北方向放行20秒鐘後，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。
5．南北方向的黃燈閃爍5秒鐘後，再轉為東西方向車輛放行1分鐘。如此迴圈重複。
3 具體設計
3.1延時設計
在模擬交通等設計中，如何使紅燈、綠燈保持一定時間，黃燈閃爍的時間是乙個非常關鍵的問題。本任務要求交通訊號燈能實現自行定時、延時、切換等功能，即能實現交通訊號燈自動控制。一般計算機控制系統實現定時或延時有兩種基本方法：
利用軟體定時和硬體定時。
軟體定時，即讓機器執行一段程式，程式沒有具體的執行目的，利用執行每條指令cpu所花費的時間，可實現延時功能。這種方法容易實現，僅需選用恰當指令並安排迴圈即可實現，定時時間調整方便，但不能做到精確定時。另外，時間調整是以一條指令執行時間為基準，占用cpu資源，降低cpu利用率。
硬體定時，即使用可程式設計定時/計數器硬體晶元定時。這種晶元內部有乙個可程式設計定時器，其定時值、定時範圍可以很容易地由軟體程式改變，定時時間到時可發出某種形式的訊號通知外設或cpu。定時器的輸出頻率和波形等均由程式設定，因而使用靈活，功能強。
本次課程設計根據我們所學知識、所查資料以及水平所限，我們利用了入棧、出棧所消耗的時間再加上確定次數的迴圈控制，達到我們所需要的延時時間。
3.2 8255的引線結構
8255的引線結構如圖1所示。共有40個引腳，其功能分別如下：
d0～d7:三態雙向資料匯流排，8255與cpu資料傳送的通道，當cpu 執行輸入輸出指令時，通過它實現8位資料的讀/寫操作，控制字和狀態資訊也通過資料匯流排傳送。
rd:讀訊號線，當這個輸入引腳為低電平時,即rd=0且cs=0時,允許8255通過資料匯流排向cpu傳送資料或狀態資訊，即cpu從8255讀取資訊或資料。
cs:晶元選擇訊號線，當這個輸入引腳為低電平時,即cs=0時,表示晶元被選中，允許8255與cpu進行通訊;cs=1時,8255無法與cpu做資料傳輸。
pa0～pa7:埠a輸入輸出線，乙個8位的資料輸出鎖存器/緩衝器， 乙個8位的資料輸入鎖存器。
pb0～pb7:埠b輸入輸出線，乙個8位的i/o鎖存器， 乙個8位的輸入輸出緩衝器。
pc0～pc7:埠c輸入輸出線，乙個8位的資料輸出鎖存器/緩衝器， 乙個8位的資料輸入緩衝器。埠c可以通過工作方式設定而分成2個4位的埠， 每個4位的埠包含乙個4位的鎖存器，分別與埠a和埠b配合使用，可作為控制訊號輸出或狀態訊號輸入埠。
reset:復位輸入線，當該輸入端處於高電平時，所有內部暫存器（包括控制暫存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。
a1,a0:位址選擇線,用來選擇8255的pa口,pb口,pc口和控制暫存器。
當a1=0,a0=0時,pa口被選擇；
當a1=0,a0=1時,pb口被選擇；
當a1=1,a0=0時,pc口被選擇；
當a1=時,控制暫存器被選擇；
在本次課程設計當中，設計採用的是軟體定時（即通過彙編指令）實現的。而燈的亮與滅以及閃爍是用8255的a口和b口控制的，工作在方式0，a口和b口均為輸出。
並行介面是以資料的位元組為單位與i/o裝置或被控制物件之間傳遞資訊。cpu和介面之間的資料傳送總是並行的，即可以同時傳遞8位、16位、32位等。8255可程式設計外圍介面晶元是intel公司生產的通用並行i/o介面晶元，它具有a、b、c三個並行介面，用+5v單電源供電，能在以下三種方式下工作：
方式0--基本輸入/出方式、方式1--選通輸入/出方式、方式2--雙向選通工作方式。8255的內部結構及引腳如圖1所示，8255工作方式控制字和c口按位置位/復位控制字格式如圖2所示。
微機原理課程設計報告
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微機原理課程設計報告 時鐘設計
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微機課程設計報告
2013 2014年度第一學期 名稱 微機原理及應用 題目 8255 273實現六位簡單計算器 院系 控計學院 設計週數 1周 成績日期 2014年1月3日 一 課程設計的目的與要求 目的 在微機原理及應用課程中分別學過了微機原理各個基本組成模組的原理和程式設計技術的基礎上，綜合應用各部分知識，在實...