文档介绍：摘要

随着现代科学技术的发展,人民生活水平的提高,汽车已走进千家万户。而由之带来的交通问题也越发的普遍和严重,这些交通问题在城市中表现得尤为突出。十字路口的交通状态控制已显得尤为重要,人们既不愿意在十字路口等待过久又不能陷入无休无止的堵塞状态。于是一种新型的交通灯设计迫在眉睫,它既能满足普通的控制指挥要求,又能根据不同的车流量路段或是不同的时间段设定不同的通行时间。
本交通灯设计就是在新的设计要求下,利用8086系统开发出来的。它基本上可以满足不同路段和时间段的通行时间设定,即保证在源程序不变的情况下,通过硬件接口(键盘)设定通行时间。
关键字:8086微处理器、可编程并行I/O接口芯片8255A、8253可编程定时器/计数器、
8259A可编程中断控制器、8284A时钟发生器、中断与查询方式相结合键盘。
一、方案论证与比较

在进行交通灯设计前定下一设计原则:在可以满足设计要求的前提下,运用已学到的知识,以最简单明了的设计思路进行交通灯控制设计。
对于本次交通灯设计现提出三种方案,分别比较如下:
方案1:利用纯数字电路实现交通信号灯设计。:
纯数字电路系统框图

由系统框图可以知道,整个系统包括秒脉冲发生器、分频器、控制器、计数译码器等电路组成。秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲,通过减法计数器实现秒脉冲个数进行减计数,完成每一种工作状态的持续时间。
整个电路基本上由数字电子器件组成,电路以及控制逻辑较复杂。设计的功能实现全部是由电路或是某些器件来保证的,若要适当的改变计数时间或是其他功能,则必须改动硬件电路或是某些器件,因而纯电子电路实现起来比较机械,不如软硬件结合的电路灵活。
方案2:利用51单片机进行交通信号灯设计。单片机将控制器、运算器、存储器以及输入输出端口集于一体的高性能处理器。利用51单片机开发系统,外围元件少,电路简单,实时性高。对于本系统完全可以利用51单片机实现,且51单片机实现起来硬件电路和程序设计思路都比较简单,还可以应用一些仿真软件对设计的系统进行仿真,从而在理论与实际中保证设计的可行性。但由于知识水平的限制,还是不能很好的驾驭51单片机系统设计的经脉。
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89C51
8255A
DATA0~7
LED显示
键盘
用51单片机实现交通灯系统框图

方案3:利用8086CPU进行设计。以8086微处理器为中心,通过扩展外围器件,实现设计所需的功能。8086处理器虽说需要拓展一些外围器件如8259A、8253A、8255等,增加了电路的复杂性,但它仍具有功能丰富、实时性高等特点,对于本设计来说,它完全可以满足。特别是对于8086系统实现所需芯片在本学期已经学习,所以对8086构造的系统还是容易接受的。
结合设计原则比较上叙三种方案后,决定选用第三种方案作为本次设计方案。

显示电路
显示电路在此处主要指秒倒计时显示电路。
根据显示器件的选用,有两种方式:LED数码管和LCD液晶显示。LED数码管显示又可以分为动态显示和静态显示。LED显示亮度高,不需要额外的驱动电路,实现方便简单。对于LED的动态显示和静态显示方式,两者显示原理一致,只是实现亮灭状态采用不同的方法。动态显示所占用的I/O口比静态显示少,需要结合模拟器件实现对各个LED的选通,从而硬件电路较静态显示复杂,动态显示程序也较静态显示复杂。LCD显示需要额外的驱动电路,显示程序复杂。显示亮度虽高,但在此处交通灯倒计时还是不方便的。综合考虑后,设计中采用LED静态显示方式。
键盘
键盘在此设计中主要实现对不同路段或不同时间段的通行时间设定。
方案1:采用独立键盘,该键盘电路结构简单、使用方便,软件实现简单,但是随着键数的增多,占用的
I/O口的数目也随之增多。
方案2:采用矩阵式键盘。在相同键数下,占用的I/O口的数目较独立键盘少,该键盘需要不断的扫描,占用大量CPU时间,将影响单片机实时处理特性。
方案3:采用中断与查询相结合的键盘,。该键盘较方案一、二优越。
中断与查询方式键盘

该类键盘最大的特点是:该键盘的特点在于占用CPU少,即没有按扭按下时,主程序循环运行。当某按扭按下后使原本输出高电平的74LS21或74LS11翻转而输出低电平,,程序进入预先编制的中断子程序,以查询的方式判断键值,最终确定键值而完成一次按键输入。
本设计采用第三种方案,由于设