微型计算机原理及应用 有急救车的交通灯实验

辽宁工程技术大学实验报告课程名称：微型计算机原理及应用实验项目：有急救车的交通灯实验实验室：微机原理与应用实验室姓名：学号：专业班级：实验时间：200同组学号：_实验成绩评阅教师有急救车通过的交通灯控制实验实验目的学习掌握多个接口芯片综合应用方法学习中断技术的基本使用方法学习模拟交通灯控制的实现方法学习控制程序的编程方法实验条件和要求用业余时间进行调研，了解交通灯然灭的基本规律，并写出调研报告，并在此基础上设计出硬件电路原理图。在设计硬件电路时，要充分利用实验仪上的接口芯片，如8051单片机，8255并行接口芯片，发光二极管（红，黄，绿各2个）。设计或利用接口仪上已有的单脉冲发生器，单脉冲发生器产生的负脉冲来产生外部中断，进行模拟有急救车通过。编制相应的软件应用程序，并进行调试。写出规范的实验报告。实验报告用A4纸写。调研报告调查目的：通过调研，了解交通灯的基本变化规律，为本次实验提供实验数据1.调研人：2.调研时间：2008-12-3.调研地点：兴城市兴城交通岗4调研对象：兴城市交通队5.调研内容及结果：今天我和本组同学前往兴城市交通岗了解交通灯工作情况，向执勤交通交警咨询了有关交通灯工作原理和工作过程等问题，并且记录了红、黄、绿三色交通灯的亮灭规则，以及在遇到特殊车辆，比如急救车通过时，应采取的措施及交通灯的亮灭情况。以下是调研的有关内容：1）道路交通标志交通信号是指挥车辆和行人前进、停止或者转弯，向车辆驾驶人和行人提供各种交通信息，对道路上的交通流量进行调节、控制和疏导的以光色信号、图形、文字或者手势表示的特定信号。

（1）道路交通信号及其含义

交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。

红灯表示禁止通行。主要包括三种：一是指挥灯信号。红灯亮时，不准车辆、行人通行；车辆须停在停止线以外，行人必须在人行横道路边等侯放行。自行车左转弯不准推车从路口外边绕行；直行不准用右转弯方法线行。右转弯的车辆和“T”型路口右边无横道路的直行车辆，遇有红灯亮时，在不妨碍放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。二是车道路灯信号。一般安装在需要单独指挥的车道上方，只对在该车道行驶的车辆起指挥作用，其他车道的车辆和行人仍按规定信号通行。三是人行横道灯信号。红灯亮时，不准行人进入人行横道。

绿灯表示准许通行。主要包括三种：一是指挥灯信号。绿灯亮时，准许车辆，行人通行。不论机动车还是非机动车，凡是面向绿灯信号的均可直行，也可以左、右转弯。在绿灯亮期间进入路口的车辆应该让已经在路口内的车辆和正在人行横道内的行人优先通行，绿灯亮时．转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行。二是车道灯信号。绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行。绿色箭头灯是指绿灯中带有左转弯、直行、右转弯导向箭头的交通指挥信号灯。三是人行横道灯信号。绿灯亮时．准许行人通过人行横道；绿灯闪烁时，不准行人进入人行横道，但已进入人行横道的．可以继续通行。

黄灯表示警示。主要有两种：一是黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人，可以继续通行；右转弯车辆和“T”型路口右边无横道直行车辆．遇有黄灯亮时．在不妨碍放行车辆和行人通行的情况下，可以通行。绿灯之后的黄灯表示禁止超越信号；红灯之后的黄灯表示准备通行。二是黄灯闪烁时．车辆、行人须在确保安全的原则下通行。

（2）手势信号及含义

手势信号主要用于交通警察临时指挥车辆通行。手势信号分为三种：直行信号，左转弯信号，停止信号。直行信号：交通警察右臂(左臂)向右(向左)平伸，手掌向前，准许左右两方直行的车辆通行；各方右转弯的车辆在不妨碍放行的车辆通行的情况下，可以通行。左转弯信号：交通警察右臂向前平伸．手掌向前准许左方的左转弯和直行的车辆通行；左臂同时向右前方摆动时，准许车辆左转弯；各方右转弯的车辆和“T”形路口右边无横道的直行车辆，在不妨碍被放行的车辆通行的情况下．可以通行。停止信号：交通警察左臂向上直伸．手掌向前，不准前方车辆通行，右臂同时向左前方摆动时．车辆须靠边停车。2）交通灯控制原理路口某方向绿灯显示（另一方向亮红灯）20秒后，绿灯以占空比为50％的一秒周期（0.5秒脉冲宽度）闪烁3次（另一方向亮红灯），然后变为黄灯亮2秒（另一方向红灯亮），如此循环工作。

3）网上调查交通灯的发展史：19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。==交通指挥灯是非裔美国人加莱特?摩根在1923年发明的。此前，铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的，而且火车要停下来不是很容易，因此铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。开车的人谁也不愿意看到停车信号。美国夏威夷大学心理学家詹姆斯指出，人有一种将刹车和油门与自尊相互联系的倾向。他说：驾车者看到黄灯亮时，心里便暗暗作好加速的准备。如果此时红灯亮了，马上就会产生一种失望的感觉。他把交叉路口称作“心理动力区”。如果他的理论成立的话，这个区域在佛罗伊德心理学理论中应该是属于超我（superego）而非本能（id）的范畴。新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。犯事的司机不久就会收到罚款单。有的红绿灯还具备监测车辆行驶速度的功能。===最早的交通灯出现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色，经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。其实,用这三色来作交通讯号和人的视觉机能结构和心理反应有关。我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞，。杆状细胞对黄色的光特别敏感，三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。由于这种视觉结构，人最容易分辨红色与绿色。虽然黄色与蓝色也容易分辨，但因为眼球，对蓝光敏感的感光细胞较少，所以分辨颜色，还是以红、绿色为佳。颜色也有活动(activity)的含意，要表达热或剧烈的话，最强是红色，其次是黄色。绿色则有较冷及平静的含意。因此，人们常以红色代表危险，黄色代表警觉，绿色代表安全。而且，由于红光的穿透力最强，其他颜色的光很容易被散射，在雾天里就不容易看见，而红光最不容易被散射，即使空气能见度比较低，也容易被看见，不会发生事故。所以我们用红色表示禁止。调研报告分析：1.调研主要是了解交通灯的工作情况，熟知交通灯的亮灭规律。经过观察和咨询我们了解到，一般情况下，在正常的车辆通过时，四个方向上红黄绿交通灯的亮灭是按照一定规律进行的，其规律如下：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，两灯都亮20秒；东西方向绿灯灭，黄灯亮5秒，南北方向红灯继续亮；东西方向黄灯灭，红灯亮，同时南北方向红灯灭，绿灯亮，持续20秒；东西方现红灯亮，南北方向绿灯灭，黄灯亮，黄灯亮5秒钟；按照1）循环。当有急救车通过时，四面红灯全亮，只允许急救车通过，通过之后又按照之前规律进行。2.控制码表控制码红灯绿灯黄灯红灯灯的状态南北东西南北东西南北东西南北东西L7L6L5L4L3L2L1L003H00000011四面红灯全亮12H00010010东西绿亮，南北红亮02H00000010东西绿灭，南北红亮06H00000110东西黄亮，南北红亮02H00000010东西黄灭，南北红亮21H00100001东西红亮，南北绿亮01H00000001东西红亮，南北绿灭09H00001001东西红亮，南北黄亮01H00000001东西红亮，南北黄灭12H00010010东西绿亮，南北红亮控制码表说明：L0—L1分别模拟东西、南北的红灯，L2—L3分别模拟东西、南北的黄灯，L4—L5分别模拟东西、南北的绿灯，L7—L8为有急救车通过时另加的两个标志灯。L0—L7的状态由二进制位表示，对应灯亮，则为高电平1，灯灭，则为低电平0，所以最终由八个二进制表示各个方向灯的状态，构成八位二进制控制码。程序流程图红灯延时20s状态2东西黄南北红开始开始外中断初始状态下东西南北都是红灯红灯延时20s状态2东西黄南北红开始开始外中断初始状态下东西南北都是红灯中断入口保护现场东西红南北红状态1东西绿南北红状态4东西红南北黄中断返回恢复现场状态3东西红南北绿状态4东西红南北黄中断返回恢复现场状态3东西红南北绿电路图七、程序DATA SEGMENT SETTIME DB? NOWTIME DB? TIME1 EQU10 TIMEOT1 DBTIME1 TIME2 EQU2 TIMEOT2 DBTIME2 FLAG DB1 ONOFF DB1 LEFT DB1 DATA ENDSSTACKSEGMENTSTACK DW64DUP(?) STACKENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AX PUSH DS MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSETIRQ0 ADD AX,2000H MOV SI,0020H MOV [SI],AX MOV AX,0000HMOV SI,0022H MOV [SI],AX POP DS MOV AL,0FCH OUT 21H,AL MOV AL,34H OUT 43H,AL MOV AX,59500 OUT 40H,AL MOV AL,AHOUT 40H,AL STI MOV AL,88H OUT63H,AL IN AL,62H MOV SETTIME,AL MOV NOWTIME,ALA1: MOV AL,FLAGTEST AL,01H JZ A2 MOV AL,ONOFF TEST AL,01H JNZ A2 MOV AL,0FHOUT 62H,AL MOV AL,00H OUT 61H,AL JMP A3A2: MOV AL,NOWTIME AND AL,0FH XLAT OUT 61H,AL MOV AL,05H OUT 62H,ALCALL DALEYMOV AL,NOWTIMEMOV CL,4ROR AL,CL AND AL,0FH MOV BX,OFFSETTABXLATOUT 61H,ALMOV AL,0AH OUT 62H,AL CALL DALEYA3: MOV AL,LEFTTEST AL,01H JZ A5 MOV AL,FLAG TEST AL,01H JZ A4 MOV AL,ONOFF TEST AL,01H JNZ A4 MOV AL,0FFH OUT 60H,ALJMP EXITA4: MOV AL,77H OUT 60H,ALJMP EXITA5: MOV AL,FLAG TEST AL,01H JZ A6 MOV AL,ONOFF TEST AL,01H JNZ A6 MOV AL,0FFH OUT 60H,ALJMP EXITA6: MOV AL,0EEH OUT 60H,ALEXIT:JMPA1；IRQ0: PUSH AXMOV AL,TIMEOT1DEC ALJZ IRTIME1MOV TIMEOT1,AL JMP IREXIT IRTIME1:MOV TIMEOT1,TIME1MOV AL,ONOFFXOR AL,01