【正文】 A2 C2 D4 8255 8255 D7 A3 88225555 C3 D5 A4 C4 東西 A5 C5 南北 A6 C6 A7 C7 B4 B5 B6 B7 IRQ7 KK1 8259 8259 88225599 IRQ6 ?? 緊急情況 33..22..系系統(tǒng)統(tǒng)原原理理 ． 1 8259A 的工作原理 數(shù)據(jù)總線緩沖器 :8259A 與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口，是 8 位雙向三態(tài)緩沖器。 CPU 與 8259A 之間的控制命令信息、狀態(tài)信息以及中斷類型信息，都是通過(guò)緩沖 器傳送的。 讀 /寫控制邏輯 :CPU 通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì) 8259A 的讀 /寫操作。 級(jí)連緩沖器 :用以實(shí)現(xiàn) 8259A 芯片之間的級(jí)連，使得中斷源可以由8 級(jí)擴(kuò) 展至 64 級(jí)。 控制邏輯電路 :對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)部各部件的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。 中斷請(qǐng)求寄存器 IRR:8 位，用以分別保存 8 個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)響應(yīng)的 中斷請(qǐng)求輸入腳有中斷請(qǐng)求時(shí)，該寄存器的相應(yīng)位置 1。 中斷屏蔽寄存器 IMR:8 位，相應(yīng)位用以對(duì) 8 個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn) 行屏蔽控制。當(dāng)其中某位置“ 0“時(shí)，則相應(yīng)的中斷請(qǐng)求可以向 CPU 提出；否則， 相應(yīng)的中斷請(qǐng)求被屏蔽，即不允許向 CPU 提出中斷請(qǐng)求。該寄存器的內(nèi)容為8259A 的操作命令字 OCW1，可以由程序設(shè)置或改變 。 中斷服務(wù)寄存器 ISR:8 位，當(dāng) CPU 正在處理某個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求時(shí)， ISR 寄存器中的相應(yīng)位置 1。 7 用以比較正在處理的中斷和剛剛進(jìn)入的中斷請(qǐng)求之間的優(yōu)先級(jí)別，以決 定是否產(chǎn)生多重中斷或中斷嵌套。 ． 2 8255A 的工作原理 8255A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) : 1 數(shù)據(jù)總線緩沖器 :這是一個(gè)雙向三態(tài)的 8 位數(shù)據(jù)緩沖器，它是 8255A與微 機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)、 CPU 輸出的控制字以及 CPU 輸入的狀 態(tài)信息都是通 過(guò)這個(gè)緩沖器傳送的。 2 三個(gè)端口 A， B 和 C:A 端口包含一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 B 端口包含一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入 /輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 C 端口包含一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8 位 數(shù)據(jù)輸入緩沖器 輸入沒(méi)有鎖存器 。 3 A 組和 B 組控制電路 :這是兩組根據(jù) CPU 輸出的控制字控制 8255 工作方 式的電路，它們對(duì)于 CPU 而言，共用一個(gè)端口地址相同的控制字寄存器，接收 CPU 輸出的一字節(jié)方式控制字或?qū)?C 口按位 復(fù)位字命令。方式控制字的高 5位決 定 A 組的工作方式，低 3 位決定 B 組的工作方式。對(duì) C 口按位復(fù)位命令字可對(duì) C 口的每一位實(shí)現(xiàn)置位或復(fù)位。 A 組控制電路控制 A 口和 C 口上半部， B 組控制電 路控制 B 口和 C 口下半部。 4 讀寫控制邏輯 :用來(lái)控制把 CPU 輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應(yīng)端口，也由 它來(lái)控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)的端口送到 CPU。 引腳信號(hào) 8255A 的引腳如圖 所示，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀 /寫控制線、輸入 / 輸出端口線和電源線。 D7～ D0（ databus）：三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)線，與 CPU 數(shù)據(jù)總線連接，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)。 （ chip select）：片選信號(hào)線，低電平有效時(shí)，芯片被選中。 A1, A0（ port address）：地址線，用來(lái)選擇內(nèi)部端口。 （ read）：讀出信號(hào)線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)讀出。 （ write）：寫入信號(hào)線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)寫入。 8 RESET（ reset ：復(fù)位信號(hào)線，高電平有效時(shí)， 將所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）清 0。 PA7～ PA0（ port A）： A 口輸入 /輸 出信號(hào)線。 PB7～ PB0（ port B）： B 口輸入 /輸出信號(hào)線。 PC7～ PC0（ port C）： C 口輸入 /輸出信號(hào)線。 VCC：＋ 5V 電源。 GND：電源地線。 8255A 的 工作方式 : 方式 0基本輸入輸出方式； 方式 1選通輸入輸出方式； 方式 2雙向選通輸入輸出方式。 程序原理 編譯完成后下載運(yùn)行程序 東西方向的綠燈點(diǎn)亮 60s 同 時(shí)南北方向的紅燈點(diǎn)亮 60s 按下 KK1 東西方向的紅燈閃爍 5s 同 時(shí)南北方向紅燈持續(xù)點(diǎn)亮 南北方向的綠燈點(diǎn)亮 60s 同 時(shí)東西方向的紅燈點(diǎn)亮 60s 南北方向的紅燈閃爍 5s 同 時(shí)東西方向紅燈持續(xù)點(diǎn)亮 緊急情況 東西方向和南北方向 的紅燈同時(shí)被點(diǎn)亮 10s 交通燈控制系統(tǒng)程序流程圖 第四章 交通燈系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 9 調(diào)試過(guò)程及相應(yīng)問(wèn)題的記錄 軟件延時(shí)與定時(shí)器計(jì)時(shí) 軟件延時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，但是無(wú)法進(jìn)行精確計(jì)時(shí)，無(wú)法在實(shí)際應(yīng)用 中進(jìn)行使用，本次設(shè)計(jì)采用了，定時(shí)器 0 進(jìn)行計(jì)時(shí)，每 10ms 產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)， 可以準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)并方便 8 段數(shù)碼管進(jìn)行顯示 使用中斷 使用中斷比較麻煩，在試驗(yàn)中需要兩次加載初始化程序和中斷服務(wù)程序，并 且需要手工指 定中斷服務(wù)地址和中斷向量號(hào)；但是使用中斷可以進(jìn)行多樣化設(shè) 計(jì)，強(qiáng)化程序功能與執(zhí)行效率。 調(diào)試結(jié)果 1．東西方向車輛放行 60 秒鐘。即東西方向綠燈和南北方向的紅燈同時(shí)點(diǎn) 亮 1 分鐘； 2． 1 分鐘后，東西方向的紅（綠）燈閃爍 5 秒鐘，以警示車輛將切換紅綠 燈。此時(shí)南北方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。 3．東西方向的紅（綠）燈閃爍 5 秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向放行 60 秒鐘。即 東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時(shí)點(diǎn)亮 60 秒鐘； 4．南北方向放行 60 秒鐘后，轉(zhuǎn)為 南北方向的紅（綠）燈閃爍 5 秒鐘，以 警示將切換紅綠燈。此時(shí)東西方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。 5．南北方向的紅（綠）燈閃爍 5 秒鐘后轉(zhuǎn)為東西方向放行 1 分鐘。如此循 環(huán)重復(fù)。 第五章 交通燈的設(shè)計(jì)總結(jié) 10 在本次設(shè)計(jì)中，使用了 8259A 中斷控制器、 8255 可編程并行接口實(shí)現(xiàn)了， 對(duì)南北、東西方向交通的分別計(jì)時(shí)、分別控制，但是程序沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)雙向交通的 數(shù)碼顯示，數(shù)碼顯示模塊空缺，會(huì)盡快將程序補(bǔ)全，使其具有完整的交通燈功與 其他設(shè)計(jì)相比。 十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無(wú)聲命令，是司機(jī)和行人的行為準(zhǔn)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(guān)鍵。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)城 市正在采用“自動(dòng)”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈―綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自 動(dòng)切換。它們一般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃綠三色信號(hào)燈和方向指示 燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時(shí)間控制顯示中，通常要么東西、南北 兩方向各 60 秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向 60 秒，南北方向 40 秒，時(shí)間控 制都是固定的。交通燈的時(shí) 間控制顯示，以固定時(shí)間值預(yù)先“固化”在芯片中， 每次只是以一定周期交替變化。但是，實(shí)際上不同時(shí)刻的車輛流通狀況是十分復(fù) 雜的，是高度非線性的、隨機(jī)的，還經(jīng)常受認(rèn)為因素的影響。采用定時(shí)控制經(jīng)常 造成道路有效應(yīng)用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它 不顧當(dāng)前道路上交通車輛數(shù)的實(shí)際情況變化，其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變 化時(shí)，不能滿足司機(jī)與路人的實(shí)際需要，輕者造成時(shí)間上的浪費(fèi)，重者直接導(dǎo)致 交通堵塞，導(dǎo)致城市交通效率的下降。目前，有一種使用“模糊控制”技術(shù)控制 交通 燈的方法。能夠根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上車輛動(dòng)態(tài)狀況，自動(dòng)判斷紅綠燈時(shí) 間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵