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硬件课程设计实践报告（总）
题 目：班 级：学 号：姓 名：指导教师： 交通灯指挥系统 信安10-3班 08103733 08103732 金梦 方辛未 孙统风 中国矿业大学计算机学院
2012年 12 月 27 日
目录
一 、开发背景 ..................................................... 3
1.1任务背景..................................................... 3 1.2任务要求..................................................... 3 二、小组成员分工协作情况 .......................................... 3 三、电路设计及主要功能 ............................................ 3
3.1 功能简介 .................................................. 3
3.1.1 8253功能简介： ....................................... 3 3.1.2 8253工作原理： ....................................... 4 3.1.3 8253通道工作方式： ................................... 4 3.1.4 8253控制字 ........................................... 5 3.1.5 8253芯片设计思想 ..................................... 5 3.1.6 8253芯片电路图 ....................................... 5 3.2 8255芯片原理与介绍........................................ 6
3.2.1 8255芯片原理与基本概述 ............................... 6 3.2.2 8255芯片控制字 ....................................... 6 3.2.3 8255芯片设计思想 ..................................... 6 3.2.4 8255芯片电路图 ....................................... 7 3.3 8279芯片原理与介绍......................................... 7
3.3.1 8279芯片基本概述 ..................................... 7 3.3.2 工作方式.............................................. 7 3.3.3 8279控制字 ........................................... 8 3.3.4 8279芯片设计思想 ..................................... 9 3.3.5 8279芯片电路图 ...................................... 10 3.4.总体方案与说明 ............................................. 10
3.4.1 总体方案：........................................... 10 3.4.2 操作目标............................................. 10 3.5 系统运行过程的详细分析 .................................... 11
3.5.1 LED显示模块 ........................................ 11 3.5.2 数码管显示模块...................................... 11 3.5.3 键盘控制检测模块.................................... 12 3.6 硬件连线图 ................................................. 12 四 系统软件实现 .................................................. 12
4.1 总流程图： ................................................. 14 五 源程序清单与注释 .............................................. 16 六 结果 .......................................................... 24 七 问题分析与解决方案 ............................................ 25 八 结论与体会 .................................... 错误！未定义书签。 九 参考文献 ...................................... 错误！未定义书签。
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一 、开发背景
1.1任务背景
红绿交通灯是我们日常生活经常见到也是必不可少的，随着城市社会经济的
发展,城市道路交通供给和需求的矛盾日益突出,并引发很多交通问题。当今，红绿灯安装在各个交通路口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯时通行信号，面对绿灯的车辆可以直行、左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。我们设计的交通灯就是依据上述思路控制十字路口南北东西四个方向车辆通行的。 1.2任务要求
按照系统设计的功能要求，初步确定该交通指挥系统主要有三个模块组成，一是数码显示倒计时模块，主要用到8279芯片；二是计时模块，主要用到8253芯片和8255芯片；三是灯显示模块，主要用到8255芯片。
二、小组成员分工协作情况
我们小组一共两人，分别为金梦和方辛未。其中两人共同完成了相关参考资料的查找，方辛未主要负责8253芯片和8279芯片键盘输入；金梦主要负责芯片初始化和8255芯片和8279芯片的显示。
三、电路设计及主要功能
3.1 功能简介
设计所需芯片：8255A、8279、8253
所需设备：8个LED灯（两组红黄绿灯两组左转灯）、八位数码管显示器。
各功能：1、用实验箱中提供的发光二极管（红黄各三支绿两支）作东西路口（红
绿黄红，第一支红作左转灯）和南北路口（黄绿红黄，第一只黄作左转灯）的模拟交通灯。
2、用可编程并行接口芯片8255A控制模拟交通灯的亮与灭和数码管的倒计
时显示。
3、用可编程定时器/计数器芯片8253实现模拟交通灯亮与灭的时间延迟的
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控制。
4、用数码管作为模拟交通灯亮与灭的时间延迟控制的倒计时显示。 5、用8279可编程设置型键盘实现紧急情况下手动控制红绿灯。 6、用汇编语言编程使八个灯按交通灯变化规律“亮/灭”。交通灯变化要求：
i 南北直行车辆通行时，南北方向直行绿灯，东西红灯同时亮50
秒，LED开始显示倒计时从50秒开始；
ii 当倒计时进行到30秒时南北黄灯亮，持续3秒，同时西路红灯
继续亮。
iii 当倒计时到27秒后，南北路红灯，东西路红灯同时亮，持续2
秒。
iv 当倒计时进行到25秒时，南北路左转车辆通行，南北路左转指
示灯东西路红灯亮，持续20秒。
Vi 当手动输入紧急预案时，根据手动输入的按键LED灯进行不同灯
的亮/灭，直至手动恢复。 3.1.1 8253功能简介：
8253内部有三个计数器，分别称为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。 3.1.2 8253工作原理：
8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 3.1.3 8253通道工作方式：
8253中各通道可有6种可供选择的工作方式， 以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。本次实验中，所采用的为工作方式3。
8253的各种工作方式如下：
方式0——计数结束产生中断 一次定时或计数,重写初值,启动新一轮的计数
方式1——可编程的单脉冲(单稳)触发器 GATE边沿触发,启动新一轮计数
方式2——分频器(速度波发生器) 具有计数初值重装能力 方式3——方波发生器 具有计数初值重装能力
方式4——软件触发的选通信号发生器一次定时,重写初值,启动新一轮的计数
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