交通信号灯自动控制系统说明书
交通信号灯自动控制系统说明书
课程设计2008-12-28 16:34:46 阅读1674 评论4 字号：大中小订阅
1 概述
1.1 设计目的
（1）掌握CPU与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连接能力；
（2）通过对交通灯信号自动系统的模拟控制，进一部提高应用8255A并行接口技术，8253定时功能，8259A中断管理控制器的综合应用能力；
（3）掌握基本汇编源程序编制方法，学会综合考虑各种设计方案的对比和论证。
1.2 设计要求
交通信号灯自动控制系统须满足下列要求和功能：
（1）首先车行道亮绿灯45s，同时人行道亮红45s；
（2）45s后，车行道黄灯闪烁3次，亮、灭各1s，此时人行道仍维持红灯；
（3）6s后，转为人行道亮绿灯20s，车行道亮红灯20s；
（4）20s后，再转到第（1）步，如此循环往复；
（5）当有车闯红灯时，能实现报警信号持续3 s的扩展功能。
1.3 设计方法及步骤
1、设计系统硬件部分
（1）先进行方案论证，确定最终采取硬件定时还是软件定时，是查询方式还是中断方式；
（2）在具体甄选设计过程中可能要设计的芯片，分析它们的功能特点，确定它们的工作模式；
（3）按照各芯片的使用特点以及本系统的设计要求逐步连接，画出系统硬件连接图。
2、设计系统的软件部分
（1）先进行程序编制方式的方案论证，讨论分析，确定是采用宏程序调用还是子程序调用模式；
（2）确定本系统设计可能涉及的源程序各个模块，明确各个模块的各自功能，分清它们相互之间的调用关系；
（3）画出各个模块的程序流程图；
（4）依据流程图，编制出交通信号灯自动控制系统的完整汇编源程序。
1.4 设计说明
（1）本设计采用共阳极的发光二极管模拟对应的交通信号灯的型式，参见后面“系统硬件部分设计”中“总体设计”这一节；
（2）本设计关于有车闯红灯报警的扩展功能，是通过红外线接收装置实现的，具体分析见后面“可编程芯片说明及其地址范围确定”中“8254定时/计数器”这一节；
（3）在本设计的最初方案中，本来是有电子眼拍摄闯红灯车牌号的这一很实用、很现实化的扩展功能的，但由于实现这种功能的电路芯片资料难以搜集，芯片电路连接复杂以及芯片工作模式，工作环境，工作特点的难以确定，最终被舍弃，只留下报警功能；
（4）本设计在很多方面，比如译码器的选择，定时器选型，程序调用方式等等尽量做到不与本组其他成员雷同，程序编制力求简便清晰，硬件连接图在保证每根具体用到的管脚线都能被表示出来的同时，力求线路连接清晰明确，尽量不使线与线之间过于缠绕。
2 方案论证
2.1 软件定时与硬件定时
本任务要求交通信号灯能实现自行定时、延时、切换等功能，即能实现交通信号灯自动控制。一般计算机控制系统实现定时或延时有两种基本方法：利用软件定时
或使用可编程硬件芯片，即硬件定时。
软件定时，即让机器执行一段程序，这个程序没有具体的执行目的，显然利用执行每条指令CPU所花费的时间，可实现延时功能。这种方法容易实现，仅需选用恰当指令并安排循环即可实现，定时时间调整方便，但不能做到精确定时。另外，时间调整是以一条指令执行时间为基准，占用CPU资源，降低CPU利用率。
硬件定时，即使用可编程定时/计数器硬件芯片定时。这种芯片内部有一个可编程定时器，其定时值、定时范围可以很容易地由软件程序改变，定时时间到时可发出某种形式的信号通知外设或CPU。定时器的输出频率和波形等均由程序设定，因而使用灵活，功能强。
综合软、硬件定时的各种优缺点，考虑到交通信号灯精确换灯的要求，以及交通信号等需要方便、灵活地调整换灯时间等特点，我选用硬件定时来完成任务。
2.2 查询方式与中断方式
定时时间到，比如车道绿灯亮45s后需换成黄灯闪烁，完成这一转换工作，有两种工作方式：查询方式和中断方式。
查询方式即CPU在与外设传输数据（本设计为8086传输数据给8255A从而控制交通信号灯换灯）前，一直不停检查外设状态，当外设准备好时方传输数据（本设计为8086不断测试8255A状态口PC1，当PC1变为低电平时，表明定时时间到），CPU可传输数据，控制信号灯切换。
中断方式可以不让CPU主动去查询外设状态，而是让外设在数据准备好（定时时间到后）之后再通知CPU，CPU继而开始与外设交换数据控制外设工作。
显然查询方式相比与中断方式，使CPU利用率大大降低，因为CPU要用大量时间去执行状态查询程序。但考虑到本课程设计的主要目的是控制信号灯切换，即CPU工作最终目的还是与外设传输数据，控制外设工作，即这种状态查询是有必要的，CPU的不间断的状态查询并非多余的，而且查询方式可使指令执行效率提高，指令执行目的更加明确，软件编程更加简便，避免了中断方式繁琐的中断矢量表的建立，中断程序的汇编等等，因而我选用查询方式来实现交通信号灯的自动控制。
2.3 8253定时/计数器与8254 定时/计数器
8253和8254都是能实现定时，延时功能的可编程定时计数器，可以轻松地实现所需要的功能。两者的功能与工作方式，工作环境皆类似，区别仅在于8254的工
作频率更高，可达到10MHZ。另外，8254比8253还多出回读功能。
考虑到本组大多数人都选用8253，为避免重复雷同，我选用8254定时计数器，实际上两者并没多大区别。
2.4 方案确定
综上所述，我选用的方案最终为利用可编程计数器8254实现硬件定时，用查询方式控制8086工作，用并行I/O接口8255A实现8086与外设（本设计采用发光二极管模拟交通信号灯）数据交换，用中断控制器8259A实现闯红灯报警的扩展功能。
3 硬件部分设计
3.1 总体设计
正如A3图纸系统硬件连接图所示，CPU我选用INTEL公司的8086，它足以满足交通信号灯自动控制系统的功能要求；存储器选用两片型号为6116的静态RAM，一片作为奇片，一片作为偶片，总存储容量可达到4KB，既可以读也可以写，足以满足要求；由于8086CPU有16根地址与数据共用线，故有必要将地址码与数据码分开，8086采用了分时传送的方法，即先传送地址码，再传送数据码，故必须用锁存器将地址码锁存起来。我选用74系列的74LS373作为地址锁存器；由于外设、内存存取数据速度不匹配，故有必要使用缓冲器来暂时记忆存储数据，我选用74系列的74LS245作为数据缓冲器；存储器译码我采用全译码方式，用74LS688比较译码器可减少逻辑组合电路；可编程芯片8255A，8254，8259A的片选信号译码，我采用线译码方式，这样可以保证其端口地址只有8位，易于程序编写。因而74LS138译码器是最好的选择。至于8255A，8254，8259A的选用目的已在前面解释过，这里不再重复。在具体设计该系统时，我选用发光二极管LED来模拟红，黄，绿灯的亮和灭。由于实际生活中只需要10盏灯就可实现车行道，人行道的通行，如图所示，故这里我也选用10支二极管，其对应关系如表所示。LED1－LED5与8255A PA口相连，LED6－LED10与PB口相连。PC1口作为状态查询口，PC6口输出可实现车闯红灯的报警功能。
图1 信号灯和LED对应图
3.2 CPU选型
CPU我选用的是8086，其管脚分配图如图所示。部分管脚采用分时复用方式，构成了40条管脚的双列直插封装，它有两种工作模式，我采用的是最小模式，故
33号管脚应接高电平。
8086内部结构由指令执行部件EU和总线接口部件BIU两部分构成。EU负责执行指令，BIU负责取指令，读出操作数和写入结果。两个单元相互独立工作，有效
地加快系统的运算速度。
3.3 存储器选型
存储器我选用两片6116型号的静态RAM，容量为4KB片选信号与A0相连的是偶片，主要用于低8位数据总线上进行字节传送。与BHE选中的是奇片，主要用于高8位数据总线上字节传送。当A0和BHE都选中的时候，可进行16位数据总线字传送。
图3 6116 RAM存储器管脚图
RAM的主要功能是存储程序、变量等。如果计算机关机，这些信息不再存在。本电路中，A12－A19作为片选信号，均为低电平。故存储范围为0H－0FFFH。
3.4 可编程芯片说明及其地址范围确定
3.4.1 8254定时/计数器及其地址范围
8254与8253功能类似，但8254工作频率更高，可达10MHZ，且8254还可进行回读，但这一功能在本设计中用不上，因而对8254的说明也可看作是对8253
的介绍，事实上两者管脚图接近完全相同。
8254芯片包含3个功能完全相同的计数通道，称为通道0，通道1，通道2，有6种工作方式。本设计要求实现的最大45s，故必须采用两个计数器级联方式，工作在方式2分频功能。另一个计数器1工作在方式5，OUT1门产生中断，实现闯红灯报警3s的功能。三个计数器具体连接图如A3图纸硬件连接图所示，CLK0，CLK1都通入1.2MHZ的脉冲。OUT0与CLK2端相连，均工作在方式2分频，由OUT2门产生低电平作为状态信号实现延时功能。计数器1工作在方式5，GATE1门上升沿触发。如图3所示，当车行道红灯时，则开中断。当有车闯红灯时，就会阻挡安装在人行道上的红外线发射和接受装置的光线，接收装置可将光信号变为电信号的一个脉冲，通入GATE1门，上升沿触发，在OUT1门输出低电平，将此电平通过非门后连在8259A的IR1端，则可以产生中断。经过中断处理便可以控制相关芯片发出3s的
报警信号。当然，在车行道绿灯时，应关中断。
图5 车闯红灯报警信号图
8254的端口地址可由硬件连接图确定，由图可知，8254片选信号由Y2引出，并与A0组成逻辑电路，输出口送入8254的端。其地址可由上表可看出，为40－
46H中偶地址。
3.4.2 8255A并行I/O接口及其地址范围
8255A是一个标准的40管脚芯片，它有3个数据端口，分别为PA口，PB口，PC口。每个端口有8位。8255A有3种工作方式。本设计选用最简单的方式0——
基本输入/输出方式。
本设计用到了PA，PB口，它们分别作为发光二极管的并行输出接口。由于发光二极管，由于二极管为共阳极，故当PA，PB输出为0（低电平）时，相应二极管才会亮。另外，PC1口作为状态查询口，于8254 OUT2门相连，当PC1输入为0时，表示定时时间到，可交换数据。PC6口作为输出口，作为报警信号的端口。这些在软件编程时要格外注意，将决定各端口控制字的选择和确定。8255A端口地址可硬件连接图确定，由图可知，8255A片选信号由Y3引出，并与A0组成逻辑组合电路，
作为8255A 信号。其地址可由右表看出，为60H－66H中偶地址。
3.4.3 8259A中断控制及其地址范围
8259A可编程芯片中断控制器（PIC）称为优先权控制器，它可为CPU处理8级向量中断。本设计中，中断控制器用于扩展电路的报警功能。由硬件图可知，OUT1
门低电平经过非门送入IR1端，故其为高电平有效的电平触发方式。
8259A的端口地址可由硬件图确定。由图可知，8259A片选信号由Y4引出，并与A0，A2组成逻辑电路，作为8259A 信号。其地址可由右表看出为80H－82H
中偶地址。
3.5 其它选用芯片说明
3.5.1 地址锁存器74LS373
在8086系统中，地址线和数据线时复用的，故有必要锁存地址。74LS373管脚及功能图如图所示。其数据送入是由时钟的约定电平来进行的。E为低电平时，锁
存器才能工作。
3.5.2 数据缓冲器74LS245
74LS245是带三态输出的8位双向数据缓冲器，专用于需要双向传输的数据总线接口。它其实也是一个三态门，为输出使能端，G为低电平时，缓冲器才能工作，M为传输方向控制端。事实上，在8086最小模式时，由于锁存器的作用，数据缓冲器并不是必要的。
3.5.3译码器
3.5.3.1比较译码器74LS688
在存储器扩展时，我选用74LS688作为译码器，其一是为了在全译码时减少组合逻辑电路，二是为了与本组其他成员相区别。74LS688作译码器时，必须为低电平，且当且仅当对应的8个输入端P与8个输入端Q相等时，才会输出低电平。利用这一特性将低电平作为存储器的片选信号，可实现其译码片选功能。
由硬件连接图可知，在设计中，我将8个输入端Q全部接地，即低电平，保证了存储器高8位全部为0。实现了存储器从最低地址0H－0FFFH，4KB的存储容量。
3.5.3.2 74LS138译码器
74LS138译码器是译码电路中最常用的，在本设计中我也选用74LS138译码器产生8255A，8254，8259A三个芯片的片选信号，如果选用比较译码器74LS688则需要三片，既增加了芯片数量，也增加了电路消耗，同时占用了过多的空间，使线路连接更加复杂，更不直观。由于74LS138的功能及工作模式熟知，这里不再赘述。
3.5.4时钟发生器8284A
8284A是用于8086（或8088）系统的时钟发生器/驱动芯片，它为8086（或8088）以及其他芯片提供所需的信号。
8284A由三部分电路组成：时钟信号发生器，复位生成电路和就绪控制电路。下图是8284A的管脚图。
3.5.5 D触发器
D触发器的工作原理是在CP端脉冲上升沿触发翻转技术，在本电路中，主要用于分频。其将CP端脉冲频率减半，那么为什么要减半频率呢？
原因是8253的最高工作频率只有2MHZ，因此必须将2.4MHZ脉冲频率减半8253才能工作。因此，在我选用的8254定时/计数器电路中D触发器并不是必要的了，甚至可以完全省去不用，因为8253最高工作频率可达到10MHZ，但为了避免频率过大导致45最长延时时，写入的数据过大，我还是加上了D触发器，无非是为了
简化后面的软件编程。
3.5.6 7407驱动器
7407TTL集电极开路六正相高压驱动器，其管脚图如下。
3.5.7 功率放大器PWN－2401－EW
该放大器是上海迈高网络技术有限公司生产的，主要工作2.4GHZ ISM频段的WLAN设置的覆盖范围。
4 软件总体设计说明
4.1 系统软件部分说明
4.1.1 宏调用与子程序调用
设计延时程序可采用两种方法，一种是子程序调用形式，另一种是宏调用形式。
宏调用形式是在汇编期间展开的，调用一次展开一次，因此它占用的存储空间与调用的次数有关，调用次数越多，占用存储空间越大。宏指令的使用简化源程序，
但并不节省内存单元。
子程序是在程序运行期间由主程序调用，在目标代码中只占用它自身内存空间，因而汇编后目标代码少，节省内存空间。但子程序调用每调用一次就要保护断点，保护现场；返回后又恢复现场，恢复断点，增加了额外时间，因此执行时间长，速度慢。宏指令则可免去这些开销，更重要的是，宏调用时用实元取代哑元，调整灵活，
程序大大缩减，可读性和可移植性大大提高。
综上所述，我采用宏调用形式，宏程序专门编制待定延时程序，主程序则顺序换灯、循环，而每个过程灯亮时间由宏程序保证。在整个程序的运行期间若发生中断（有车闯红灯），则由中断程序完成相应功能。当然，主程序中也必要包含中断矢量表的建立程序。因而，我所编制的程序由三部分组成：主程序、宏调用程序和中断服
务子程序。下面将一一介绍，并且画出其流程图。
4.1.2 各时间参数的计算
本设计中涉及的时间参数有：车行道绿灯时间45s，车行道红灯时间20s，车行道黄灯亮、灭的时间各一秒，报警器报警持续时间3s。
由于8254 CLK端时钟频率为1.2MHZ，计数器0和计数器2级联按6000×200方式分频，即计数器0写入6000时，在计数器2 CLK2中会有200HZ脉冲。对于1s，需对计数器2写入时间参数TIME1=200；对于3s，TIME2=600；对于20s，TIME3＝4000；对于45s，TIME4＝9000，都不超过10000，故均可按BCD码写入。
4.2 主程序说明及其流程图
主程序主要实现两项功能：一是填写中断入口地址表，为中断服务提供必要准备；二是实现换灯，循环。其流程图见下图。
4.3 宏调用及其流程图
宏程序的功能是实现准确的定时和延时，为主程序中红、黄、绿灯的亮、灭时间，中断服务程序的报警信号持续时间服务。当然，在宏程序中应当特别注意一些寄
存器，变量，地址等保护工作，这就需要堆栈。其流程图见下图。
4.4 中断服务程序说明及其流程图
本设计中我编制的中断服务程序显然是为扩展功能——有车闯红灯报警3s服务的。中断服务程序主要是对8255A C口进行操作的，使C口输出高电平，经过放大器后驱动报警装置报警。当然，在编制过程中，也需要注意一些寄存器，变量，地址的保护工作，其流程框图见下图。
所有三个程序的具体代码及设计编制，见附录。
5 总结与体会
5.1 课程设计总结
本次课程设计，要求自制交通信号灯自动控制系统，并能编制该系统工作的汇编源程序。我的设计采用可编制芯片8254硬件定时，用查询方式来控制交通灯的亮与灭，指令执行目的明确，交通灯亮、灭延时时间精确，并且还能实现有车闯红灯的报警功能，因而该系统使用可靠。电路连接也比较简便，芯片花费不多，工作性能良
好，能完整地实现城市交通信号灯所需的功能。
我所编制的汇编程序采用宏调用方式，用一个宏程序可实现多种定时功能，有效地避免子程序调用方式模块过多，程序代码繁琐的缺点。并且宏调用方式可以非常简便地调整定时时间，仅仅改变时间参数变量值就可方便地改变灯亮、灭时间，灵活性好这些都是子程序调用无法企及的。
总而言之，我觉得我的设计相角于本组其他同学而言，无论是芯片选择，硬件连接，各种芯片工作模式，源程序编制等等都是比较独特而又不失简便的，我在设计过程尽量避免与本组其他同学的设计雷同，而且尽量将多种方案进行全方位比较与取舍，比如软件定时与硬件定时，查询方式与中断方式，74LS138与74LS688译码器，宏调用与子程序调用，这些我都已在前面说明书中做过很多对比与论证。总之，我对自己的设计比较满意。
5.2 感想与体会
关于这次课程设计的体会，我是深有感触的。
首先，我想说，这次课程设计的的确确让我增长了不少见识，使我对《微机接口》这门课程认识更深。比如，在课程设计前，可能都知道CPU与存储器相连能实现存储器扩展，CPU与8255A相连能实现CPU对外设的并行输出和控制，8253能定时计数，8259A能管理中断，但真正的这些芯片之间各端口具体连接，包括每根地址线，数据线的连接，片选信号的产生，8255A，8253，8259A的工作原理和工作模式等等，都是非常模糊的。只有经过这次课程设计的鞭策和逼迫，我们才不得不通过各方面途径去查取相关资料，去自学相关知识，去一个个逐步消解我们学习上的盲点。试想，如果没有这次课程设计，会有多少同学会自觉的那样努力的，刻苦地那样做呢？人都是懒惰的动物，现实生活中，大多数人不都是言不由衷，违背己意的去做自己不喜欢做，讨厌做却又不得不去做的事情吗？
其次，我想说这次设计过程不开心，不愉快的一些事情。《红楼梦》里关于品尝有云：一杯为品，二杯则是解渴的蠢物，三杯便是饮牛饮驴的。同样，我想说，课程设计，两三个人在一起则是讨论交流；一坨人在一起则是相互推赖，抄袭，敷衍了事。我不明白为什么一个班上只有5个课题设计，一个设计要吸纳七，八个人。就拿我所在组来说，真正为之筹谋计划的少，贪成享乐者甚多。经常是两三个人交流沟通，却要想出五六个不同设计方案为本组其他成员共享。我想说，毕竟大家同学一场，同学之间的企求不好拒绝，所以老师上次“冤枉”我与某人流程图类似让我特委曲难受。
6 参考文献
[1] 张玉清，王春玲．IBM PC 微型计算机原理与接口技术．人民邮电出版社，1997
[2] 彭虎，周佩玲，傅忠谦．微机原理与接口技术（第二版）．电子工业出版社，2008
[3] 王永山．IBM PC汇编语言程序设计和接口技术．西安电子科技大学出版社，1989
附录
1 参考程序
TITLE YUWENNIAN .ASM ；程序名
DELAY MACRAO TIME ；延迟宏定义
LOCAL L ；局部说明
PUSH AL
PUSH BL
MOV BL ，TIME ；送延迟参数
MOV AL ，001101001B ；计数器0，方式2，BCD码写入
OUT46H ，AL
MOV AL ，00 ；计数器0写入6000
OUT 40H ，AL
MOV AL ，60
OUT 40H ，AL
MOV AL , 10110101B ；计数器2，方式2，BCD码写入
OUT 46H , AL
MOV AL , 00
OUT 44H , AL
MOU AL , BL ；时间参数写入计数器2
OUT 44H , AL
MOV AL , 01011011B ；计数器1，方式5，BCD码写入
OUT 46H , AL
MOV AL , 5 ；计数器1写入5 ，5个脉冲后发生中断
OUT 42H , AL
L: IN 42H , AL
TEST AL , 00000010B ；测试PC1
JNZ L ；为1时再测试，直至为0
POP BL
POP AL
ENDM ；宏定义结束
DATA SEGMENT
TIME1 EQU 2 ；黄灯闪烁时间
TIME2 EQU 6 ；报警持续时间
TIME3 EQU 40 ；车道红灯时间
TIME4 EQU 90 ；车道绿灯时间
DATA ENDS
STACK SEGMENT PARA STACK 'STACK'
DB 100 DUP(?)
STACK ENDS
CODE SEGMENT
START: MOV AX , DATA
MOV SS , AX
CLI ；关中断
CLD
MOV AX , O ；建立中断入口地址表
MOV ES , AX
MOV DI , 4*51H
MOV AX , OFFSET INTPROC
STOSW
MOV AX , SEG INTPROC
STOSW
MOV AL , 00011011B ；设置8259A，写ICW1，高电平触发，无级联
OUT 80H , AL
MOV AL , 50H ；写ICW2，中断矢量基值为50H
OUT 82H , AL
MOV AL , 00000011B ；写ICW4，完全嵌套，非缓冲，自动EOI
OUT 82H , AL
MOV AL , 11111101B ；写OCW1，仅允IR1中断
OUT 82H , AL
MOV AL , 10000001B ；设置8255A，PA，PB，PC上半口输出，PC下半口输入
OUT 66H ，AL
STI
MOV AL , 0FFH ；灯全灭，PC1置1，PC6置0
OUT 60H , AL
OUT 62H , AL
MOV AL , OFH
OUT 64H , AL
MYC: CLI
MOV AL , 00001110B ；关中断，防止绿灯时报警
OUT 60H , AL ；车道绿灯亮，人道红灯亮
MOV 62H , AL
DELAY TIME4 ；延迟宏调用，时间45s
YWN: MOV CX , 3 ；设置闪烁次数
MOV AL , 00010110B ；车道黄灯亮
OUT 60H , AL
OUT 62H , AL
DELAY TIME1 ；延迟宏调用，时间1s
MOV AL , 000111001B ；车道黄灯灭
OUT 60H , AL
OUT 62H , AL
DELAY TIME1 ；延迟宏调用，时间1s
LOOP YWN
STI ；开中断，有车闯红灯时则中断
MOV AL , 00011001B ；车道红灯亮，人道绿灯亮
DELAY TIME3 ；延迟宏调用，时间20s
MOV AX , 06H ；判断是否有键按下
MOV DL , OFFH
INT 21H
JMP MYC
LOVE: MOV AH , 4CH
INT 21H ；返回DOS
CODE ENDS
ENDS START
INTPROC PROC FAR ；中断服务子程序
PUSH AX ；保护现场
PUSH BX
PUSHF
MOV AL , 00001101B ；PC6置1，报警
OUT 66H , AL
DELAY TIME2 ；延迟宏调用，时间3s
MOV AL , 00001100B ；PC6置0，报警解除
OUT 66H , AL
POPF
POP BX
POP AX
IRET
INTPROC ENDP ；中断返回
2 设计过程中产生的一些问题
1. 为什么可编程芯片比如8255A、8254、8259A都采用偶地址？
答：因为这些芯片都只有8位数据线，在本设计的硬件连接图中，我是将这8位数据线与CPU16位数据线的低8位连接起来的，也就是说，CPU只有通过对偶地
址的操作才能实现对器件的读写，故这些芯片采用的都是偶地址。
事实上，这些芯片也可不采用偶地址，因为在我的硬件连接图中，并没有对应的奇地址器件，奇、偶地址的重叠不会影响芯片的正常工作。
2. 为什么对存储器和可编程芯片采用两种译码器？
答：首先对存储器片选和对可编程芯片片选是不同的，前者是内存与CPU交换数据的，后者是外设与CPU交换数据，两者应区分开来。8086CPU有专门管脚来现实这一区别，当接高电平时，表示CPU正在访问存储器；为低电平时，表示CPU正在访问I/O接口。
其次，对两者的译码方式，我的设计对存储器采用全译码，对可编程芯片采用线译码，因而两者译码所需的地址根数不同，自然要用两种译码器。最后，对存储器译码采用74LS688，可减少逻辑组合电路的使用，在市场上可没有相应的定型芯片，必须自己用相关元件来组合形成。
3 硬件连接图
自动控制系统课程设计说明书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。
交通信号灯控制器课程设计
湖南工程学院课程设计 课程名称：数字电子技术 课题名称：交通信号灯控制器 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1192 学号： 姓名： 指导老师：周京广 2013年 3月5日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称：数字电子技术 题目：交通信号灯控制器 专业班级：电气1192 学生姓名： 学号： 指导老师：周京广 审批： 任务书下达日期：2013年2月26号 设计完成的日期：2013年3月5号
目录 一. 总体思路 (2) 二. 程序控制流程………………………………………………………………… 三.电路所用元件简介…………………………………………………………… (一) 74ls192 十进制逆时计数器 （二）74ls02 或非门………………………………………………………………（三）74ls04六非门……………………………………………………………… （四）74ls32四2输入或门…………………………………………………………（五）74ls00四2输入与非门………………………………………………………四. 各模块功能介绍…………………………………………………………………（一）倒计时电路…………………………………………………………………（二）步骤控制电路…………………………………………………………………（三）交通灯控制电路………………………………………………………………五. 总电路设计……………………………………………………………………… 六. 电路安装与调试………………………………………………………………… (一) 电路安装…………………………………………………………………… （二）电路调试……………………………………………………………………… 七. 故障分析与电路改进…………………………………………………………… (一) 常见的故障现象……………………………………………………………… (二) 产生故障的原因……………………………………………………………… (三) 检查故障的一般方法………………………………………………………… 八. 总结与设计调试体会…………………………………………………………… 九. 附录………………………………………………………………………… （一）电子元件明细表…………………………………………………………………（二）总电路图………………………………………………………………………（三）参考文献………………………………………………………………………（四）课程设计评分……………………………………………………………………
道路交通信号灯图解
道路交通信号灯使用说明书 第一节概述 道路交通信号灯是为了加强道路交通管理 , 减少交通事故 , 提高道路使用效率 , 从而改善交通状况的一种重要工具. 道路交通LED信号灯具有以下特点： ● 符合中华人民国GB14887标准中的技术指标； ● 拥有多项国家专利； ?高亮度 : 采用 LED 组装的灯芯色彩亮丽 ; ?低功耗 : 只有白炽灯的四分之一，仅 25VA ； ?长寿命 : 可达 50000 小时以上 ; ?调光控制 : 根据环境变化自动调节亮度 ; ?限流控制 : 自动校正负载电流 ; ?亮度均衡 : 设有平衡电流电路加上专门设计的光学部件，发光特别均匀；?严格老化 : 产品经长时间通电老化 , 性能更加稳定。 ● 防护等级大于 IP53 。 第二节性能指标 1 ．光学性能 1.1 光强分布 符合 GB14887 的要求 1.2 色度坐标 符合 GB14887 的相关要求，包括颜色视觉功能有缺陷的观察者所要达到的关规定 2 ．电气性能 2.1 工作电压AC220 ± 15% V 50 ± 2Hz 2.2 额定功率单灯 <15 W 2.3 绝缘电阻 >10M? 2.4 介电强度耐压 144 VAC 2.5 燃点寿命正常条件使用下可达 50000h
3. 物理、机械性能 3.1 抗风压符合 GB14887 的相关要求 3.2 抗振动符合 GB14887 的相关要求 3.3 防护等级大于 IP53 4. 适应环境 4.1 信号灯工作环境温度为 -40oС~50oС, 可耐 -40oС 和+80oС 的高低温测试 4.2 温度为25oС 时 , 空气相对湿度不大于 95% 第三节结构尺寸 1 ．道路交通信号灯总装图示： L 型支架安装 组合种类 a b c d e f h w ф 300 二灯600 1270 70 985 70 195 370* 130 三灯600 1620 70 1335 70 195 370 130 四灯600 1970 70 1685 70 195 370 130 五灯600 2320 70 2035 70 195 370 130 ф 300 二灯600 1445 70 1160 70 195 370 130
控制系统使用说明
控制系统使用说明 系统针对轴流风机而设计的控制系统, 系统分为上位监视及下位控制两部分 本操作为上位监控软件的使用说明: 1: 启动计算机: 按下计算机电源开关约2秒, 计算机启动指示灯点亮, 稍过大约20秒钟屏幕出现操作系统选择菜单, 通过键盘的“↑↓”键选择“windows NT 4.0”菜单，这时系统进入WINDOWS NT 4.0操作系统，进入系统的操作画面。 2：系统操作 系统共分：开机画面、停机画面、趋势画面、报警画面、主机流程画面、轴系监测画面、润滑油站画面、动力油站画面、运行工况画面、运行记录画面等十幅画面，下面就十幅画面的作用及操作进行说明 A、开机画面： 开机： 当风机开始运转前，需对各项条件进行检查，在本画面中主要对如下指标进行检查，红色为有效： 1、静叶关闭：静叶角度在14度
2、放空阀全开：放空阀指示为0% 3、润滑油压正常 4、润滑油温正常 5、动力油压正常 6、逆止阀全关 7、存储器复位：按下存储器复位按钮，即可复位，若复位不成 需查看停机画面。 8、试验开关复位：按下试验开关按钮即可，试验开关按钮在风 机启动后，将自动消失，同时试验开关也自动复位。 当以上条件达到时，按下“允许机组启动”按钮，这时机组允许启动指示变为红色，PLC机柜里的“1KA”继电器将导通。机组允许启动信号传到高压柜，等待电机启动。开始进行高压合闸操作，主电机运转，主电机运转稳定后，屏幕上主电机运行指示变红。这时静叶释放按钮变红，按下静叶释放按钮后，静叶从14度开到22度，静叶释放成功指示变红。 应继续观察风机已平稳运行后，按下自动操作按钮，启机过程结束。 B、停机画面： 停机是指极有可能对风机产生巨大危害的下列条件成立时，PLC 会让电机停止运转： 1、风机轴位移过大
交通信号灯课程设计
《电工与电子技术基础》课程设计报告 题目简易交通信号灯控制器 学院(部) 班级 姓名 学号 指导老师（签字）
简易交通信号灯控制器 一．课题名称：简易交通信号灯控制器 技术要求：1.定周控制：主干道绿灯45秒，支干道绿灯25秒； 2.每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； 3.分别用红、黄、绿色发光二极管表示信号灯。 *4.设计计时显示电路 二．摘要 随着经济的发展和人民生活水平的提高，交通运输业在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。而交通信号灯的出现很好地规范了人们的出行秩序，提高了人们的出行效率，大大减少了交通事故的发生。目前的交通信号灯电路大多分为主干道电路和支干道电路，通过适当的控制电路分别对主干道和支干道进行控制，达到合理的亮灭规律，从而很好的规范人们的出行秩序。 本次课程设计当中，我组采用数字电路对交通灯控制系统进行设计，并对提出的三个方案进行论证，最终确定方案进行设计，并使其实现主干道绿灯亮45秒、支干道绿灯亮25秒、并且在由绿灯变为红灯时有5秒时间作为过渡的技术要求，实现简易交通信号灯的功能。 三．总体设计方案论证及选择 针对本次课程设计，我们提出了以下三种方案： 方案一：用多个不同步的信号分别控制各信号灯的开关，即分别用持续45S、5S、25S、5S的倒时计数器来控制各信号灯。 方案二：交通信号灯的状态可以分为四种，且四种状态的周期和为T=t1+t2+t3+t4=45+5+25+5=80S，所以信号灯的每个循环周期为80S，因此，可以利用两个74LS290型十进制计数器组成一个八十进制的计数器控制电路，同时用555定时器产生周期为1S的时钟脉冲，使计数器的周期为80*1S=80S。 电源接通时，计数器清零，此时主干道绿灯和支干道红灯点亮，其余灯关灭；此后，经过组合逻辑电路使得当计数器的45个脉冲（45S）、50个脉冲（50S）、75个脉冲（75S）和80个脉冲（80S）来到时，分别控制信号灯状态改变，达到预计要求。 方案三：选择74LS161 型一位十六进制计数器，其共有十六个状态。用555定时器产生周期为5S的时钟脉冲，所以对应计数器循环周期为16*5S=80S，并对应信号灯的80S工作循环。然后将计数器的四个输出信号用译码器译出六个输出信号，分别控制六个信号灯。 当接通电源后，计数器清零，此时主干道绿灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第9个脉冲（45S）来到时，主干道黄灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第10个脉冲（50S）来到时，主干道红灯和支干道绿灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第15个脉冲（75S）来到时，主干道红灯和支干道黄灯置1点亮，其他灯置0关灭；当第16个脉冲（80S）来到时，主干道绿灯和支干道红灯置1点亮，其他灯置0关灭，即交通信号灯的状态进入了下一个循环。
数字电路交通信号灯设计说明
WuYi University 数电课程设计 题目：两路交通灯设计 院系：电子工程系 专业：电子信息工程 班级：电信（2）班 学号： 20094082041 学生：周磊 指导教师：有机
摘要 本文主要对此次数电开放实验进行总结性报告，罗列了电路的电路原理与流程图、硬件结构设计、焊接与调试。对于出现的问题进行解释说明其一系列后续工作的介绍。 Abstract In this paper, the number of power open to this experiment summary report, a list of the circuit schematic and flow diagram, hardware design, welding and debugging. For the problems to explain a series of follow-up work on its introduction.
1．绪论 (4) 2硬件电路结构设计 (4) 2.1设计要求及电路流程图 (4) 2.1.1设计要求 (4) 2.1.2电路流程图 (5) 2.2单元电路设计 (5) 2.2.2交通等状态显示设计 (8) 2.2.3秒信号设计 (11) 2.2.4置数控制系统设计 (12) 3．制板焊接与调试 (15) 3．1制板 (15) 3．1．1PCB图的制作 (15) 3.1.2电路板的制作 (16) 3.2焊接 (16) 3.2.1准备工作 (16) 3.2.2实际焊接 (17) 3.3电路调试 (17) 3．1.1准备工作 (17) 3．1.2具体调试 (17) 3．3.1故障分析 (18) 4．改进与创新 (18) 5．原器件清单 (18) 6．参考文献 (19) 总结 (20) 附录 (21)
水泵自动化控制系统使用说明书
水泵自动化控制系统使用说明书 一、···················概述 乌兰木伦水泵自动化控制系统是由常州自动化研究所针对乌兰木伦矿井下排水系统的实际情况设计的自动控制系统。通过该系统可实现对水泵的开停、主排水管路的流量、水泵排水管的压力、水仓的水位等信号的实时监测，并能通过该系统实现三台主水泵的自动、手动控制并和KJ95监控系统的联网运行，实现地面监控。 基本参数： 水泵：200D43*33台（无真空泵） 扬程120米流量288米3/小时 主排水管路直径200mm 补水管路直径100mm 水仓：3个 水仓深度分别为： 总容量：1800米3 主电机：3*160KW 电压：AC660V 启动柜控制电压：AC220V 220变压器容量：1500VA
二、系统组成 本控制系统主要由水泵综合控制柜，电动阀门及传感器三大部分组成。参见“水泵控制柜内部元件布置图：。 1、水泵综合控制柜是本系统的控制中心，由研华一体化工控机、数据采集板、KJ95分站通讯接口、中间继电器、控制按钮及净化电源及直流稳压电源组成。 其中，净化电源主要是提供一个稳定的交流220V电压给研华一体化工控机，以保证研华一体化工控机的正常工作，直流稳压电源主要提供给外部传感器、中间继电器及数据采集板的工作电源。 控制按钮包括方式转换按钮、水泵选择按钮及手动自动控制按钮，分别完成工作方式的转换、水泵的选择及水泵的手动和自动控制。本控制柜共有40个按钮，从按钮本身的工作形式来说这些按钮有两种，一种为瞬间式，即按钮按下后再松开，按钮立刻弹起，按钮所控制的接点也不保持；另外一种为交替式，即按钮按下后再松开按钮，按钮并不立刻弹起，而是再按一次后才弹起，按钮所控制的接点保持（如方式转换按钮、水泵选择按钮等）。 中间继电器采用欧姆龙公司MY4型继电器，主要完成信号的转换和隔离。另外，还对外部开关量信号进行扩展，以保证这些信号在不同状态下的使用要求。 控制柜的数据采集板分为开关量输入板（两块）、开关量输出板（一块）和模拟量数据采集板（两块）。这些数据采集板主要是对传感器采集来的模拟量信号和中间继电器的开关量信号转换成工控机识别的信号，并将工控机发出的控制
交通信号灯控制器课程设计
燕山大学 课程设计说明书题目：交通信号灯控制器 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 11级检测一班 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年月日
摘要 日常交通对于人们的生活有极大的影响，因此对交通的控制也有很高的要求。交通信号灯已不仅仅被看成一种用来指挥交通的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代交通信号灯发展的趋势。本课题设计正是基于这个方向设计一个符合指标要求的模拟交通信号灯控制器。 单片机特别是51系列的单片机，由于其使用方便、价格低廉等优势，在电子产品中的应用越来越广泛，在市场上占有很大的份额。AT89C51就是51系列中的一个比较成熟的型号，它完全兼容51单片机的指令。 本课题设计是基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89S51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计出的一个模拟交通信号灯控制系统。该控制系统包括了。设计以硬件和软件相结合为指导思想，通过软件编程实现系统大部分功能，电路简单明了，系统稳定性高。主要硬件有：AT89C51单片机、八段数码管、LED和按键等。软件采用C语言编写实现，并依据程序应用Keil、Protues进行了调试，对出现的问题进行分析和反复修改，最终得到正确并符合设计要求的结果。 设计完成的模拟交通信号灯控制器能够准确指挥交通，控制精确、体积小、功耗低，具有很强的实用性。
目录 第一章、课题简介 ..............................错误！未定义书签。 1.1引言 (1) 1.2课设内容 (1) 第二章、AT89C51单片机简介 (2) 2.1单片机引脚介绍 (2) 2.2定时器介绍 (3) 2.3定时器初值的计算 (4) 第三章、硬件总体结构设计 (5) 3.1单片机最小系统 (5) 3.2LED灯显示原理 ............................... 错误！未定义书签。 3.3数码管显示原理 (7) 3.4芯片介绍..................................... 错误！未定义书签。 第四章、软件设计 (10) 4.1单片机程序开发流程 (10) 4.2程序流程图 (11) 4.仿真电路 (12) 4.5电路仿真结果 (14) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录源程序 (17)
交通灯课程设计说明书
华北水利水电学院 院系：机械学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 59班 学号： 200905918 姓名：杨亚坤 指导老师：雷冀南 2012年5月11日
目录 目录 (2) 2、设计要求 (3) 二、交通管理的方案论证 (3) 三、总体方案设计 (4) 1．系统框图 (4) 2.工作原理 (4) 2.1、正常模式 (4) 3.计时控制方案 (6) 4.显示控制方案 (6) 四、芯片的选择与简介 (6) 3. 80C51单片机的外接晶体引脚 (7) 4. 80C51单片机的控制线 (7) 5. 80C51单片机复位方式 (7) 五系统电路设计 (8) 1.电路原理图 (8) 3.单片机最小系统 (9) 4.显示部分 (10) 6.主程序模块 (10) 7.显示程序模块 (11) 七、结论 (11) 八、参考文献 (12) 附录2：电路原理图 (18) 一、课程设计任务书及计划书
1 、设计目的及任务 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 课程设计任务:根据给定的模拟交通灯控制任务要求选择合适的单片机和其他电子元器件，进行系统硬件电路设计和软件编程，根据系统制作并调试系统电路板，使之实现任务要求。 2、设计要求 （1）运用所学的知识设计一个交通灯控制系统。 （2）上电的时候南北方向的红灯亮30秒；东西方向的绿灯亮30秒，黄灯秒闪5秒。再接下来东西方向的红灯亮30秒；南北方向的绿灯亮30秒，黄灯秒闪5秒。如此循环。 （3）各种信号灯所亮的时间由数码管显示出来。 （4）外接4个控制按钮，分别实现紧急模式、夜间模式、主干道绿灯支道红灯模式、管理模式。 二、交通管理的方案论证 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设南北道比东西道的车流量大，指示灯燃亮的方案如表2。 表2说明：
自动控制柜安装使用说明书
应急柴油机消防泵组 自动控制柜安装使用说明 目录
一、安装说明 (2) 1. 电气线路的连接 (2) 2. 柴油机部分随机附件安装 (3) 二、操作说明 (3) 1. 控制系统的选择功能 (3) 2. 控制系统的指示和显示功能 (4) 3. 控制系统的报警功能 (5) 4. 控制系统的远程信号及其要求 (6) 5. 控制系统的其它功能 (7)
一、安装说明 自动控制柜的安装位置应考虑平时的维护保养空间，应尽量避免水滴的溅入及强电磁场干扰。 1. 电气线路的连接 自动控制柜电气线路的连接包括以下三个方面： 1.1与交流电源的连接 控制柜的交流电源为AC220V 50Hz的电源，用于对蓄电池组充电。在待机状态下，蓄电池电压下降时由交流电源对其充电；在柴油机启动后，蓄电池由柴油机上的直流发电机充电。 在连接电源前请确认各开关及保险处于开路状态，选择形状处于“全停”位置。连接时将交流电源的L线与控制柜的1号接线端子连接，N线与2号接线端子连接（接线端子位于控制柜最底部）。连接线用2.5mm2铜芯导线。 1.2 与蓄电池的连接 控制柜的工作电源为DC24V，在连接电源前请确认各开关及保险处于开路状态，选择开关处于“全停”位置。先将两个12V的蓄电池串联后，再将蓄电池组的正、负极分别接到柴油机起动电机的正、负极上，蓄电池与启动电机的连线要用40mm2以上的铜芯导线，连接后再将蓄电池组正极与控制柜的4号接线端子连接，负极与5号接线端子连接，蓄电池与控制柜的连接线用4mm2铜芯导线。 蓄电池装放在电池箱内，盖好箱盖，防止水溅到蓄电池上，应严格防止蓄电池接线间短路及正、负极反接。蓄电池的连接线必须紧固，不可出现松动和接触不良的现象。
电子技术课程设计交通信号灯控制电路设计
交通信号灯控制电路的设计 起止日期：2013 年11月20日至2013年11月26日 学生姓名风轻袖影翻 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 电气与信息工程学院 2013年11 月25 日 一、设计题目：交通信号灯控制电路的设计 二、设计目的：熟练的使用protues软件独立设计出一个完整的交通灯数字电路，并通过调试、仿真的步骤进一步完善电路，最终使电路呈现出设计要求的效果 三、设计任务及要求： 道路分主干道和支干道，都有红、绿、黄交通信号灯来指挥交通，主干通车流量大，要求通车时间长，如绿灯通电持续时间为30秒，如红灯通电持续时间为20秒，，在绿灯变成红灯前，黄灯先亮5秒，即亮灯顺序如下： 红（20秒）绿（30秒）黄（5秒） 本课题要求设计主干道红、绿、黄的转换控制电路。红、黄、绿信号灯采用发光二极管代替，LED数码管显示时间。 四、设计步骤： 系统框图：
一、读懂课题，查芯片 我们需要的芯片有 74LS192，cd4017，74LS20 二、将电路模块化 模块一：计数电路 实现这个功能我们用集成十进制74LS192芯片，我们先设置好该芯片的初始值，然后选择减发计数，用接ground或接power来设置初始值，经过Q0-Q3发出的信号输入到数码管中显示相应数值。其中，因为UP段是加法计数，所以接高电平，DZ接输入脉冲。TCD端为溢出端，故低位段接高位74LS192的输入端。 模块二：传感器 当红绿黄三个灯其中一个灯计时完毕后，需要切换到下一个灯。我们需要用到74LS20芯片，但高位74LS192芯片计数完毕后，从借位输出端输出一个信号，送到74LS20里面，输出一个高电平。 模块三：主控制器 当74LS20里面的信号传输到主控制器，即CD4017后，输出一个高电平到置数端（计数端），进行切换，当下一个灯完毕后，重复上述步骤。 模块四：显示 此模块由7SEG-BCD和TRAFFIC LIGHTS组成，能更直观的显示亮灯的情况。五、仿真与测量 电路连接图： 仿真图： 绿灯亮：
道路交通信号灯控制系统设计说明书
安徽科技学院数理与信息工程学院 《单片机原理与应用设计》课程设计 设计说明书 题目: 道路交通信号灯控制系统 专业: 电气工程及其自动化 班级: 12级1班 指导教师： 2014 年12 月 9 日
目录 一、概述 (3) 1、设计背景 (3) 2、设计要求 (3) 二、整体设计原理 (3) 1、设计原理 (3) 2、硬件电路分析 (4) 三、硬件电路 (5) 1、晶振电路 (5) 2、硬件电路 (5) 四、软件设计 (6) 1、主程序设计 (6) 2、程序代码分析 (7) 3、元件清单 (9) 五、测试 (10) 1、仿真调试 (10) 六、心得体会 (13) 七、附录 (14) 1、参考文献 (14) 2、完整程序代码 (14)
一、概述 1、设计背景 根据规定本学期13、14周为本专业课程设计，要求同班同学五人一组利用单片机相关知识和proteus仿真软件实现所选课题相关功能。 由于我们组在大二数、模电课程设计中做过交通灯相关课题，因此本次课程设计在组织好团队后，经讨论我们一致决定选择道路交通信号灯控制系统作为本组课程设计内容。 2、设计要求 （1）设计目的 随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机动手实践能力的培养，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。 （2）设计任务 ①设计四组十字路口的红、绿、兰三色交通灯，并模拟交通灯的现场情形，控制交通灯的亮灭。 ②设计四组 LED 显示器，分别倒计时显示十字路口每个方向的红灯或绿灯的剩余时间。 ③可适当根据实际需要增加扩展功能。 ④利用 PROTEUS 软件画出电路图，根据以上功能编写软件，并在硬件电路上成功运行或仿真。 二、整体设计原理 1、设计原理 实际交通灯的变化规律实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转，本次课程设计我们涉及的是简易交通灯，不包含左转右转，只包括东西直行和南北直行，原理较为简单，下图是十字楼口的模拟图。
MBR反应池自动控制系统_使用手册
1系统概述 1.1 系统简介 MBR反应池自动控制系统是为了控制MBR反映原理来控制反应池的信息，来帮助用户完成基本的控制的处理和操作，处理基本的数据信息，帮助用户管理数据信息，管理控制信息，来完成反应池的自动处理控制。 1.2 操作和界面解说 主要是对软件的基本的操作的内容和信息进行介绍的操作，帮助使用者更好的使用软件系统。 1.3 登录页面介绍 在桌面上双击系统的图标就会出现以下的界面，这时候就会弹出了用户登录的界面，从这个界面中可以到有用户名和密码需要输入，输入完成之后点击登入按钮。而且必须在用户名与密码同时输入正确的情况下才能通过认证登录成功，账号和密码必须有正确才可以登录该软件进行使用操作，如果不能正确登录该软件，将无法正常使用该软件，详情如下图所示： ●登陆系统。 ●修改密码。
点击登录按钮，即可进行登录的操作了。 1.3.1登录系统 操作方法 输入用户名和密码。在“用户名”中输入用户名，“密码”中输入密码，用户名和密码是系统管理员告诉你的。 点击“登录”按钮。系统验证通过后，进入系统主页。 1.4 主页面介绍 您在进入系统后，会看到系统的主页面，如图：
该界面是软件系统的主要的操作界面，根据界面的展示，使用者可以更好的操作软件系统了。 ?功能按钮区：使用者可以在该区域进行软件的操作与使用。 2软件功能 2.1 软件结构 主要是帮助用户进行软件的一个结构的介绍。 2.1.1系统功能 系统功能就是帮助用户介绍一下系统的功能信息了，如下图所示：
2.2 处理系统 水系统是由预处理系统、反渗透纯水系统、EDI深度除盐系统、后处理系统、循环供水系统组成的多功能全自动装置。使用安全、方便，运行费用低廉，产水水质稳定的全自动成套设备，如下图所示： 以上界面就是处理系统的信息界面了。 2.2.1循环控制 工业循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩，其中所含的盐类超标，阴阳离子增加、pH值明显变化，致使水质恶化，而循环水的温度，PH值和营养成分有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方，如下图所示：
微机原理-交通灯课程设计报告
微型计算机原理及应用课程设计说明书 交通灯控制系统设计 班级：1401班 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2016年6月
一．课程设计目的： 在车辆日渐增多的今天，人们也越来越关注交通问题，而交通灯在安全行车过程中无疑起着十分重要的作用。现在交通灯一般都设在十字路口，用红、绿、黄三种颜色的指示灯和一个倒计时的显示计时器来控制行车, 对一般情况下的安全行车、车辆分流发挥着作用, 但根据实际行车过程中出现的情况, 主要有如下几个缺点: 1、车道轮流放行时间相对固定, 不能根据实际情况中两个车道的车辆多少来设置改变通行时间；2、没有考虑紧急车辆通过时, 两车道应采取的措施。譬如, 有消防车通过执行紧急任务时, 两个车道的车都应停止, 让紧急车辆通过。因此如何合理高效地利用交通灯指示交通情况，是一个亟需解决的问题。 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 二．课程设计内容： 设有一个十字路口，1、3为南北方向，2、4为东西方向。初始为四个路口的红灯全亮，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；延时一段时间后，1、3路口的绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3 路口黄灯亮，后1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车；延时一段时间后，2、4 路口的绿灯熄灭，而绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而2、4路口黄灯亮，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。 三．问题分析及硬件介绍： 本次课程设计的内容为利用8086、8255等接口，实现控制十二个二极管亮灭的过程。需要PC机一台，8255并口：用做接口芯片。LED：共12个LED灯。还有8086芯片，8253a定时器等器材. 将8086和74273、74154和8255连接起来.需用到8255的六个输出端口。所以要求8255工作在方式0，因为二极管是共阳的，所以输出低电平二极管才会亮。8086用作cpu，三个74273是锁存器，锁存地址。 用软件proteus7.8画出电路图，加载程序到8086cpu，进行模拟。 系统硬件设计
交通信号灯控制器设计方案
课程设计任务书
设计（论文）说明书用纸N O.1 沈阳大学
沈阳大学
沈阳大学
图1 基本工作原理图 2.2设计电路采用的软件介绍 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增 沈阳大学
加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 2.3设计电路采用的方案 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。这次任务采用MSC-51系列单片机AT89C51来设计交通灯控制器，从而实现通过P2口设置红、绿灯亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯亮以警示作用。此设计方案实用性强、操作简单、扩展功能强。 2.4 AT89C51及部分端口介绍 如图2为AT89C51 。 图2 AT89C51 沈阳大学
全自动软水器使用说明书
目录 一、产品概述 2 二、工作流程图 3 三、设备的系统说明 5 四、设备的安装和运行 6 五、设备安装示意图7 六、流量型控制器调试步骤8 七、时间型控制器调试步骤9 八、故障排除11
产品概述 FLECK全自动控制器以闻名于世的FLECK公司软化水技术为基础，它是将软水器的运行及再生的每一个步骤实现全自动控制，并采用时间、流量或感应器等方式来启动再生。 调整FLECK系列全自动软水器采用时间同步电机控制全部的工作程序，在7天或12天范围内根据需要设定还原周期，二十四小时内任意选择还原时间，并可以对还原过程进行调整。 富来流量型全自动软水器采用流量控制全部工作程序，设备可连续（或间断）供水。再生—由流量控制器自动启动再生装置，可根据需要自行设定再生程序。由于FLECK系列全自动软水设备控制系统技术成熟、操作简便、采用了无铅黄铜阀体完全符合食品卫生要求，配以聚四氟乙烯（Teflon）涂层活塞减小了阻力，延长了使用寿命，运行可靠。 FLECK系列全自动阀门应用于工业锅炉、热交换器、大型中央空调、宾馆饭店、食品工业、洗衣印染、医疗卫生等行业，该产品具有自动化程度高、交换容量大、结构紧凑、能耗低、省人工、无需日常保养等特点。 进口压力：0.2Mpa—0.6Mpa 工作温度：2℃--50℃ 出水硬度：≤0.03 mmoI/L 使用电源：220V/50Hz AC 布置形式：单罐或多罐并联 再生方式：顺流再生或逆流再生 操作程序：自动程序控制 使用树脂：001×7强酸性阳离子交换树脂 我公司将为用户提供完善的技术服务。
MODEL2510、2750、2850、3150、2900、3900工 作流程图 1、工作状态 2、反洗状态 3、再生状态 4、慢速清洗状态 硬水经过控制阀进入树脂罐，经树脂层处理的水通过底步的布水器，进入沿着中心升降管向上，再通过控制阀流出。 硬水进入控制阀后经过：控制阀 中心升降管向下 通过底部的布水器 经过树脂层向上 最后通过控制阀排水口排出 硬水进入控制阀后，向上进入注水器，然后通过射流过程将盐罐中的还原剂吸入，带还原剂的水流向下经过树脂层进入布水器和升降管，再通过控制阀排水口排出。 硬水经控制阀进入树脂罐，经树脂层处理过的水通过底部的布水器，然后沿着中心的升降管向上，再通过控制阀流出。
单片机课程报告设计-交通信号灯模拟控制系统设计
单片机课程报告设计题目：交通信号灯模拟控制系统设计专业：电子信息科学与技术 ※※※※※※前言※※※※※※ 本课程设计的目的和意义 本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
*******目录******* 一、设计要求 二、设计内容 三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图 四、交通信号灯模拟控制系统原理图 五、交通信号灯模拟控制系统主程序 六、运行步骤 七、检测与调试 八、课程设计体会 九、参考文献 十、说明 一、设计要求：交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时，令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管显示时间。用8051做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。 二、设计内容：因为本课程设计是交通灯的控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西红灯，南北绿灯通车，。过一段时间转状态2南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯灭，闪几次黄灯，南北仍然红灯。最后循环至状态1。 注意：.双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。 三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图
交通红绿灯课程设计讲解
南华大学电气工程学院 《电子技术课程设计》任务书 设计题目：交通红绿灯 专业：电气工程及其自动化 学生姓名: 学号: 起迄日期: 2013 年9月30日——2014年1月3日指导教师:
《电子技术课程设计》任务书
目录 1 概述 (1) 1.1 设计任务及指标 (1) 1.2 总体设计 (1) 1.3 仿真 (3) 2 电路设计 2.1 单元电路设计 (3) 2.1.1 秒脉冲电路设计.....................................`3 2.1.2定时器.. (3) 2.1.3 控制电路 (5) 2.1.4 译码及显示电路 (7) 2.2 总电路图及实物图 (8) 2.3 材料清单 (8) 3 结论 (10) 4 心得与体会 (10) 5 参考文献 (11) 6 附录 (12)
1 概述 1.1 设计任务及指标： 设计十字路口的交通灯控制管理器 要求如下： （1）主干道方向通行和支干道方向禁止通行，历时1min。 （2）主干道方向禁止通行和支干道方向仍然禁止通行，历时10s。 （3）主干道方向禁止通行和支干道方向通行，历时1min。 （4）主干道方向仍然禁止通行和支干道方向停车，历时10s 之后又返回到第一步循环。 1.2 总体设计 交通灯控制系统的原理框图如图1-1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: 表示主道或支路车道绿灯亮的时间间隔为60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10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。 图1-1 系统原理框图
全自动控制系统操作说明
全自动控制系统——脱机手柄操作说明1．手柄与控制卡用网线连接好，上电启动，进入启动界面 2．弹出机械回零对话框，按确定或停止取消键进行相应的是否机械回零操作 3．进入主界面： 1. 按回零键：XY轴回零；Z+键：X轴回零；Z-键：Y轴回零 2. X-,X+键：X轴手动运行；Y-，Y+键：Y轴手动运行 3. XY-0键：设置工件原点 4. 高速低速键：手动运行高速低速选择 5. 手动模式键：手动运行连续，点动，距离模式选择 6. 回原点键：回工件原点 7. 菜单键：进入主菜单界面，Y+，Y-菜单选择(其中指令设置 菜单另加说明)，选择相应菜单后可以进行相应参数设置，进 入参数设置界面后，按修改键就可以对参数修改 8. 运行键：进入工件界面 4．指令设置与运行： 1. 主界面按运行键进入工件界面，如果是上电后首次进入工件 界面会弹出是否清除上次工件指令，按确定和停止取消键进 行相应的是否操作，之后进入工件界面后不再弹出该对话框 2. 在主菜单界面选择指令设置也可以进入工件界面，如果是上 电首次进入与1相同 3. 进入工件界面后按运行键运行工件指令，按重刻键清除工件 所有指令，按对刀键增加工件指令进入指令增加界面，进行 指令选择后，按确定键进入指令参数设置界面 设置好之后按确定键指令添加到工件指令中，按暂停键和取消停 止键该指令没添加工件指令中，且按暂停键之后返回指令增加界 面，按停止取消键返回主界面，按确定键进入工件指令浏览界 面，按Y-，Y+工件指令选择，按对刀键进入工件指令增加界面， 按重刻键可以删除最后一条指令，进入工件浏览界面后也可以按 运行键运行指令 4. 运行指令：在运行过程中按暂停键暂停加工，按停止取消键 放弃工件加工，弹出是否会工件原点对话框，加工完之后也 会弹出该对话框。 5. 指令设置： 有四种指令：X轴设置，Y轴设置，IO设置，延时设置 轴设置，Y轴设置有两个参数：距离和速度。距离：X轴和Y轴行走的距
基于dsp交通信号灯详细设计
信息与电气工程学院DSP应用系统（三级）项目 设计说明书 （2013/2014学年第二学期） 题目：基于DSP设计的交通信号灯 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2周 设计成绩： 2014年7月11日
目录 1. 需求分析 (1) 2. 设计准备 (1) 2.1. 芯片选择 (1) 2.2. 七段码译码器CD4511 (2) 2.3. Protel 99 SE软件 (3) 2.4. CCS软件 (3) 3. 交通灯控制原理 (4) 4. 程序流程设计 (5) 5. 总体设计 (6) 5.1. 硬件原理图 (7) 5.2. 硬件设计 (7) 5.3. 代码设计 (8) 6. 测试结果及其分析 (16) 7. 项目设计总结 (16) 参考文献 (16)
1.需求分析 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。如何采用合适的控制方法，最大限嚏利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规刘部门亟待解决的主要问题。而DSP是伴随着微电子学、数字信号处理技术和计算机技术等学科的发展而产生的，是体现这三个学科综合科研成果的器件。由于它特殊的结构设计，可以把数宁信号处理中的一些理论和算法实时实现，并逐步进入了控制器市场，而在计算机应用领域中得到了广泛的使用。所以本文提出了基于DSP的交通灯综合控制系统的设计。 2.设计准备 2.1.芯片选择 本系统所采用的是TI公司的TMS320VC5509A，TMS320VC5509A是TI公司推出的定点数字信号处理器C5000系列中的一种，TMS320VC5509A通过增加乘累加MAC单元，增强了DSP的运算能力，而且性能更好，功耗更低，是目前TMS320家族中最省电的芯片。该芯片上的资源有：16Mbitflash196k*16bitSRAM2500gateCPLD模块上留有JTAG插口，用户可以通过仿真器和CCS下载程序和进行实验； 其特点： ⑴其低功耗设计，比上一代C54XX器件功耗低30％左右； ⑵处理速度更快，双核结构，处理速度400MIPS； ⑶软件程序兼容C54XXDSP； ⑷片内存贮空间128K×16Bit； ⑸大容量SDRAM设计：4M×16Bit； ⑹2路10bit片上A／D接口； ⑺8Mbit扩展FLASH，存储大量固化程序和数据； ⑻设计有用户可以测试指示灯；