交通信号灯控制综合设计性实验的研究与实践摘要从培养学生综合运用微机原理接口技术相关知识的能力入手，提出一种采用可编程接口芯片8259A、8253、8255A进行交通信号灯控制综合设计性实验的方案。关键词交通信号灯控制；定时；中断；状态中图分类号：G642.423文献标识码：B文章编号：1671-489X(2011)18-0127-03ResearchandPracticeonTrafficSignalControlComprehensiveDesigningExperiment//HouBaoshengAbstractFromthestudentsprinciplesoftheintegrateduseofmicrocomputerprincipleandinterfacetechnologyknowledgeandtheabilitytointerfacetostart,thispaperpresentsaprogrammableinterfacechip8259A,8253,8255Atrafficlightcontroltodesignaprogramofcomprehensiveexperiments.Keywordstrafficsignalcontrol;timing;interrupt;stateAuthor’saddressDepartmentofElectronicandInformationEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong,Shaanxi,China7230031引言“微机原理与接口技术”是一门实践性很强的专业平台课程，所以在教学过程中，要及时安排实验，理论与实践相结合，使学生对所学内容的理解更深刻。在实验环节上要注重实验的实用性和创造性，使学生对理论教学的基本概念、基本理论的理解和掌握更加透彻，培养学生综合运用微机原理接口技术相关知识的能力。本文从二相位交通信号灯控制原理出发，采用微机原理与接口技术课程中可编程接口芯片8259A、8253、8255A，提出交通信号灯控制综合性实验的一种实现方案，对硬件电路设计原理、程序设计方法等进行较详细的论述。2单点交通信号灯控制基本原理单点交通信号灯以单个交叉口为控制对象，是交通信号灯控制的基本形式。控制原理是根据交叉口的流量和流向，确定配时相位次序方案，设定每个相位的绿信比时间，尽量使得交叉口各个方向交通流的通行能力最大，延误最小。车行信号灯所控制的车流是以路口停车线作为控制参照物的，即红灯时被控车流必须及时减速并在停车线后面停车，而绿灯时必须及时跨越停车线通行。相对其他种类的信号而言，它具有最严格的停车时间和位置限定，其控制等级最高。因此，为了便于严格执行这种信号灯的指令，在绿灯转红灯之间设计3秒黄灯预告，以便让驾驶员预先估计自己车辆到达路口的时间，从而决定红灯时能否在停车线后面平稳停车。交通信号灯相位是指在一个周期时间内按路口需求设定和按次序设定的绿灯通行权序列组（图1）。交通信号周期是指交叉口信号给交叉口所有路口依次分配一次通行权时间的总和时间。二相位固定周期的交通信号灯配时如图2所示，南北路亮红灯的时间长度为东西路亮绿灯和亮黄灯的时间总和，东西路亮红灯的时间长度为南北路亮绿灯和亮黄灯的时间总和。根据南北路和东西路的交通灯从绿、黄再变成红,或从红变成绿,可以将一个信号灯配时周期划分为4种状态：S0，开始状态，东西路交通灯为绿色,南北路交通灯为红色；S1，东西路交通灯为黄色，南北路交通灯为红色；S2，东西路交通灯为红色，南北路交通灯为绿色；S3，东西路交通灯为红色，南北路交通灯为黄色。3硬件电路的设计根据二相位固定周期交通信号灯的控制原理，当某一状态定时时间到达后，交通信号灯的状态就应由当前状态转换到下一状态。在时钟信号的作用下，交通信号灯的状态由S1～S4循环往复。在微机原理课程中，可以采用可编程接口芯片8259A、8253、8255A来实现交通信号灯控制实验，其系统原理图如图3所示。本实验系统的硬件电路由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和中断模块组成。定时模块采用可编程计数器/定时器8253实现定时或计数。发光二极管模块由8255A的PA口控制发光二极管来实现。数码管显示模块用4个七段数码管来倒计时显示模块实现，东西路和南北路分别用2个数码管。数码管采用动态显示方案连接，用8255A的PB口输出段码，8255A的PC口的PC3～PC0输出位码。中断模块是由8259中断控制器组成。为了更深刻地理解可编程定时计数器8253工作方式的特点，时钟信号采用双稳态消抖电路，如图4所示。8253工作时，拨动KK输出矩形方波就可以使8253进行减1计数。下面简述实验实现原理。可编程定时计数器8253工...