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交通信号灯plc控制系统设计,交通灯控制系统设计的毕业论文

张世龙 05-13 04:35 76次浏览

《微机原理与接口技术》课程设计报告设计主题:交通灯控制系统的设计一、研究目的和意义随着社会经济的发展城市交通问题越来越受到关注。 协调人、车、道三方关系,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、交通信号控制和交通管理的计算机综合管理系统是现代城市交通监测指挥系统中最重要的组成部分。 因此,如何采用适当的控制方法,充分利用巨额资金建设的城市快速路,缓解主干道和匝道、城区和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划部门亟待解决的主要问题。

在大、中城市,交叉口的红绿灯是交通法规的无声命令,是司机和行人的行为规范。 交叉口交通信号控制是确保交通安全和道路畅通的关键。 目前,国内许多城市都采用了“自动”红绿信号灯。 这具有固定的“红-绿”转换间隔,可以自动切换。 一般由“通行和禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。 在红绿灯的通行和禁止时间控制显示中,通常东西、南北两个方向各50秒根据交通规则,东西方向60秒,南北方向40秒,时间控制是固定的。 根据信号机的时间控制,它以一定的时间值预先“固化”在单片机上,每次只按一定的周期交替变化。 但实际上不同时刻车辆流通状况非常复杂,高度非线性随机,也往往受因素影响。 采用定时控制会浪费道路的有效利用时间,绿灯方向车辆较少,红灯方向车辆经常堵塞。 最大的缺点是路况变化时,不能满足司机和行人的实际需要,年轻人浪费时间,重的人直接导致交通堵塞。

二、全系统分析

系统采用8086和数码管、LED灯,实现信号转换倒计时和红灯转换。

使用8086、8255、8253、数码管和信号灯配置电路。 因为8086数据I/O端口和地址I/O端口被时分复用,所以使用地址锁存器根据ALE信号锁存地址,以便输出实际有效的数据信号。

8255有3个端口PA、PB、PC端口,其中PC端口可以进一步分为高位4位和低位4位进行操作。 在本系统中,PA端口和PB端口、PC端口的后4位输出信号,PC端口的前4位输入信号。 在系统设计初期,我设计了两个时钟信号源。 分别直接使用1HZ的脉冲信号计时,和使用1HZ时钟的8253芯片计时。 经过反复思考和实验,发现脉冲信号和8086速度不一致,所以舍弃了。

三.系统硬件设计

3.1硬件设计说明

886有两种工作模式:最大模式和最小模式。 886处理器的最低操作模式是系统中只有一个微处理器,所有总线控制信号都由该处理器生成。 最大操作模式下,系统包含两个或多个处理器,一个为8086,一个为协处理器。

根据系统规模,将8086最小操作模式,即808633号管脚MN/MX管脚连接到正电极。 ready连接正极。

图1 8086最小系统连接与外围设备的CPU速度不匹配,使用8255芯片。

因为8086数据总线与地址总线复用,所以AD连接到地址锁存器,ALE设为锁存器信号。 同事AD必须连接到8255,8253。

3.2模块化设计和主要器件说明

图2锁存器阵列74273锁存器:以ALE为锁存器信号,作为上升沿触发,D0~D7端口作为输入端子,连接到8086 AD端口。 Q0~Q7是分离的地址信号。

图3的解码电路M/IO示出当前CPU正在对存储器进行操作还是对IO端口进行操作,所以这里设为解码芯片74154的芯片选择信号。 a、b、c、d是解码输入,IO0~IO15是解码输出。

图4 8253芯片8253 CS—芯片选择信号是从CPU输入的,并且低电平有效,由解码普通端口地址的最高地址形成。

RD、WR——读/写控制命令从CPU输入,低电平有效。 在RD有效的情况下,CPU读出A1A0中选择的通道内计数器的内容。 当WR有效时,CPU将计数值写入每个通道的计数器,或者将模式控制字写入控制字寄存器。 CPU读取/写入8253。

因为本系统选择了软件触发器,所以GATE会被上拉。 要匹配速率,请使用高频时钟信号。 在此选择1MHZ。

图5 8255芯片8255在三个信道a、b和c上连接外围设备,并且每个信道有八条线路连接到外围设备,使得8255可以通过二十四条线路连接到外围设备,而如果进行开/关控制,则8255可以同时控制二十四路开关各通道的针号如下。

a端口:编号为pa0~pa7,8255用于向外围设备输入输出8位并行数据。

b端口:编号为pb0~pb7,8255用于向外围设备输入输出8位并行数据。

端口c :编号为pc0~pc7,8255用于向外围设备输入输出8位并行数据,如果8255以响应I/O方式运行,则端口c用于通信响应信号。

CS:芯片选择信号线在输入管脚为低电平时,即/CS=0时,指示选择了芯片,允许8255和CPU的通信; /CS=1时,8255无法与CPU进行数据传输。

RD:读取信号线,如果该输入引脚为低沿,即/RD产生低脉冲,/CS=0,则8255可以通过数据总线向CPU发送数据或状态信息。 也就是说,CPU可以从8255读取信息或数据。

WR:写入信号,在此输入端为低跳,即,/WR产生低脉冲,且/CS=0,允许CPU将数据或控制字写入到8255。

D0~D7:三态双向数据总线,8255与CPU数据传送的通道,当CPU 执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读/写操作,控制字和状态信息也通过数据总线传送。

图6 数码管与交通灯 3.3 系统硬件连接图

图7 电路图(1)

图8 电路图(2)

四、系统软件设计
4.1 软件设计说明
(简单说明控制软件的设计思路和控制流程)
4.2 程序流程图

4.3 程序清单

;8255A_PORT EQU 200HB_PORT EQU 202HC_PORT EQU 204HCRTL_PORT EQU 206H;8253PORT_0 EQU 400HPORT_1 EQU 402HPORT_2 EQU 404HPORT_CRTL EQU 406HSTACK SEGMENT STACK DB 256 DUP(?)STACK ENDSEDATA SEGMENT DB 10 DUP(?)EDATA ENDSDATA SEGMENT OUTBUFF DB 20 DUP(00H) LEDTAB DB 03fh,006h,05bh,04fh,066h,06dh,07dh,007h,07fh,06fh,077h,07ch,039h,05eh,079h,071hDATA ENDSCODE SEGMENT PUBLIC 'CODE' ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK,ES:EDATASTART:MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV AX, EDATAMOV ES, AXMOV AX, STACKMOV SS, AXMOV AL, 088HMOV DX, CRTL_PORTOUT DX, AL;8253MOV AL, 34HMOV DX, PORT_CRTLOUT DX, ALMOV AL, 1EHMOV DX, PORT_0OUT DX, ALMOV AL, 03HOUT DX, ALMOV AX, 15LEA DI, OUTBUFFO4:CMP BYTE PTR[DI + 10], 00HJNZ O1INC BYTE PTR [DI + 10]MOV DX, B_PORTMOV AL, 0100BOUT DX, ALMOV AX, 5JMP LOP1O1:CMP BYTE PTR [DI + 10], 01HJNZ O2 INC BYTE PTR [DI + 10]MOV DX, B_PORTMOV AL, 0010BOUT DX, ALMOV AX, 2JMP LOP1O2:CMP BYTE PTR [DI + 10], 02HJNZ O3INC BYTE PTR [DI + 10]MOV DX, B_PORTMOV AL, 0001BOUT DX, ALMOV AX, 5JMP LOP1O3:CMP BYTE PTR [DI + 10], 03HJNZ O0INC BYTE PTR [DI + 10]MOV DX, B_PORTMOV AL, 0010BOUT DX, ALMOV AX, 2JMP LOP1O0: CMP BYTE PTR [DI + 10], 04HMOV AX, 00HMOV [DI + 10], AXJMP O4LOP1:PUSH AXCALL DISPMOV DX, C_PORTIN AL, DXTEST AL, 10HJNZ nzPOP AXDEC AXJNZ LOP1JMP O4 nz: POP AXJMP LOP1;;显示DISP PROC NEAR AGAIN: PUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH SIPUSH DIPUSH BPMOV CL, 0FEHLEA SI, OUTBUFFCALL D10MOV [SI], AX LEDDISP: MOV AL, CLMOV DX, C_PORTOUT DX, ALLEA BX, LEDTABMOV AL, [SI]XLATMOV DX, A_PORTOUT DX, ALCALL DELAY_1SMOV AL, 0HMOV DX, A_PORTOUT DX, ALCMP CL, 0FDHJZ NEXTINC SIROL CL, 1JMP LEDDISP NEXT:POP BPPOP DIPOP SIPOP DXPOP CXPOP BXPOP AXRET DISP ENDP ;;延时 DELAY_1S PROCPUSH CXPUSH BXMOV BX, 01HD1:MOV CX, 06FHD2:LOOP D2DEC BXJNZ D1POP BXPOP CXRET DELAY_1S ENDP ;;进制转换 D10 PROC NEAR PUSH BX MOV BL, 10 DIV BL POP BX RET D10 ENDP CODE ENDS END START
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