本文档介绍了一种基于单片机技术设计的智能交通红绿灯控制方案。该系统能够实现交通信号的自动转换和优化配时，有效提升道路通行效率与安全性。
### 1. 微机原理与应用课程设计概述
在《微机原理及应用》这门课程的学习过程中，通过课程设计是加深理论理解的重要手段之一。本设计的目标是让学生更加熟练地掌握微机原理的基本概念，并能够运用汇编语言进行编程实现特定功能，特别是对于8255、8259、8253等常用接口芯片的应用。这些芯片是微型计算机系统中常用的外设接口芯片，用于扩展系统的输入输出能力。
### 2. 交通红绿灯系统设计
#### 2.1 设计目标
- **理解和实践微机原理**：通过实际操作加深学生对微机原理的理解。
- **编程能力提升**：学习如何使用汇编语言编写控制程序。
- **芯片功能掌握**：掌握8255、8259、8253等芯片的功能及其在系统中的应用。
- **问题解决能力培养**：培养学生分析问题和解决问题的能力。
- **动手能力增强**：提高学生的实验操作技能和系统设计能力。
#### 2.2 系统功能
- **红绿灯控制**：利用发光二极管(LED)模拟交通红绿灯，并通过控制其亮灭实现红绿灯的转换。
- **倒计时显示**：使用数码管显示红绿灯的剩余时间，其中红灯和绿灯各亮20秒，黄灯闪烁4秒。
- **硬件计时**：通过8253计数器提供精确的时间控制。
- **中断服务**：利用8259中断控制器处理中断请求，实现系统的实时响应。
#### 2.3 硬件配置
- **8255并行接口**：用于控制LED灯的状态。其中A端口地址为0FF28H，B端口地址为0FF29H，C端口地址为0FF2AH，控制口地址为0FF2BH。
- **8253计数器**：负责提供定时信号。具体连线如下：
- GATE0接+5V。
- CLK0插孔接分频器74LS393的T5插孔。
- OUT0插孔和8259的3号中断IR3插孔相连。
- **8259中断控制器**：管理中断请求。连线如下：
- INT连8088的INTR。
- INTA连8088的INTA。
- D0~D7连到BUS2区的XD0~XD7。
- CS端接Y6。
- A0连到BUS区的XA0上。
- RD、WR信号线分别连到BUS3区的XRD、XWR上。
### 3. 软件设计
#### 3.1 设计思路
- **状态转换**：系统中有四个路口，分为南北方向和东西方向。初始状态下，南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮。经过一定时间（例如20秒），南北方向绿灯关闭，黄灯开始闪烁（4秒），之后南北方向变为红灯，东西方向变为绿灯。再经过一定时间后，东西方向的绿灯关闭，黄灯闪烁，然后恢复到初始状态。
- **硬件控制**：通过8255A的不同端口控制12个LED灯的状态，实现红绿灯的显示。
- **时间控制**：8253A作为计数器，为整个系统提供时间基准，确保红绿灯的转换符合预定的时间间隔。
- **中断处理**：8259A管理外部中断，确保系统能够实时响应外部事件。
#### 3.2 程序结构
- **初始化子程序**：设置各个芯片的工作模式，初始化系统状态。
- **中断向量子程序**：设置中断向量表，使得中断发生时能够跳转到相应的中断服务程序。
- **状态转换逻辑**：根据当前状态和时间条件更新LED灯的状态以及显示时间的更新。
- **主循环**：循环检查系统状态，调用相应子程序实现红绿灯的控制和显示。
### 4. 结论
该课程设计不仅有助于学生深入理解微机原理，还能够锻炼学生的实践能力，尤其是对于常用接口芯片的应用技巧，以及如何通过编程实现复杂的逻辑控制。通过完成这一设计，学生能够在实践中巩固理论知识，并且具备了一定的微机应用系统设计和调试能力。
5星
