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
十字路口交通灯控制系统设计
一、摘要
随着现代科学技术的进步，自动化控制技术越来越多地被运用到生产生活当中。现代交通的发展，对自动化控制技术也提出了较高的要求，如何科学有效对交通流量进行管理，已成为一项社会课题。在课程设计的背景下，本系统运用了8255和8253芯片，基于8086CPU实现了通过B口控制南北东西方向的红绿灯的循环点亮，实现了对交通流量的模拟协调调度。另外，本系统还有手动测试功能。
关键词：交通灯；8255；8253；LED；模拟控制
Keywords:traffic light;8253;8255;LED;analog control
二、设计任务及要求
      利用“微机实验系统”的8255可编程接口的A口(PA7-PA0)、B口(PB7-PB0)、C口(PC7-PC0)控制发光二级管（红、绿灯）的L1-L8和开关KK1- KK2,使发光二级管按照十字路口交通灯的规律交替发光，模拟交通信号灯的工作。
●发光二级管(LED) 显示电路
①8个LED L1-L8,4个红灯、4个绿灯
②L=0 LED亮;  L= LED灭 
●开关对交通灯的控制
①开关KK2=0 红灯皆亮；开关KK2=1 绿灯皆亮
②开关KK1=0 启动交通灯的亮灭；开关KK1=1停止交通灯的亮灭（所有发光二级管皆灭）
●交通灯亮灭规律参考
2北方向绿灯亮、东西方向红灯亮20秒
②南北方向红灯亮、东西方向绿灯亮20秒
●适当地加一些额外功能
重复上述过程
注：20秒定时由8253控制
三、总体设计思路
北（红绿灯）
东（红绿灯）
西（红绿灯）
南（红绿灯）
接口
8255
CPU
外设
L1-L8
发光二机管
外设
KK1-KK3
开关
8253
74LS273
数显管
(PA PB PC) L
+5V
说明：其中KK3用于管理开关KK1、KK2；
        分析题意，红绿灯可直接接在8255的A、B、C任意一个口上，灯的亮灭可直接由8086输出0，1控制；开关用于控制红绿灯的工作状态，可以从A、B、C任意一个口进行读进判断；八段数码管的倒计时显示部分的位码有74LS273进行输入，段码则是经过8255端口输出。
(一)定时方案选择评估
方案一：可利用8253定时计数器的工作方式0，使用查询方式，当计数（0.1S）到了的时候，从而产生0.1S的延时子程序，通过循环调用产生20S的延时。这种方法理论上是可行
的，不过在实际操作过程中，由于只是单次变化，难以观察测试；
方案二：利用8253的定时计数器的方式3输出方波，通过级联的方式，产生周期为2S的方波，通过查询的方式，使在每个电平期间，使每10个周期的方波红绿灯工作在一种状态，实现了红绿灯的20秒延时。这种方式延时较长，易于观察，而且相对稳定。
通过比较，我最终选择了方式2，使用了8253定时计数器产生周期为2S的方波，用于20S延时。
(二)开关控制设计思路
开关控制思路如下框图：
开始
K3为低
K1为低
启动交通灯
关闭交通灯
K2为低
交通灯全红
交通灯全绿
是
否
否
是
否
是
是
是
是
启动相应的开关后，开关控制相应的工作状态；
(三)数码管20秒倒数显示
实验过程中用到的八段数码显示器实际上是接口芯片8279的一部分，这次实验也只用到了八段数码管，因此无须对8279进行初始化方式选择。显示的原理如下：
段码
位码
8段数码管
74LS273
CPU
8255
（四） 系统原理
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。
红灯（RLED）、绿灯（GLED）分别接在8255的B口的8位端口。 8086工作在最小模式，8255片选端接到CPU的选片段CS0，A、B口作为输出口，C口作为输入口，8255的C口的第一二、四位接到开关K1、K2、K3，第三位接到C口第三位，用于检测电平；8253片选端接到CPU的选片段CS1，通过级联的方式输出需要的方波信号；74LS273片选端接到CPU的选片段CS2，用于锁存位码。红绿灯的转换由软件编程实现。
四、硬件设计
以下为硬件电路图，其中8255片选端接到CS0，PA口接到数显管的段码输出端口LED-A至LED-G，B口接到LED灯的电平输入口，C口的PC0、PC1和PC3接到K1、K2、K3；8253接到CS1，GATE0和GATE1接到+5V电平，8253clk0接到375KHZ的CLK4，out0接clk1,out1接到PC2；74LS273的片选端接到CS2，D0至D5接到八段数显管的位码输入端LED1至LED6。 软件设计
开关控制的流程框图在开关控制设计思路已做介绍，下面着重介绍交通灯正常工作的延时流程图：
初始显示状态为0
汇编语言清华大学出版社显示状态为0？
20次到了？
显示状态位置1
延时一秒并显示EW
20次到了？
显示状态位置0

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