公众号：FPGA技术小开发
 
一、主要仪器设备及软
 
硬件：FPGA核心板（xc7a35tftg256_1)
 
软件：vivado2018.3
 
二、实验任务
 
十字路口的交通灯管理系统。在主干道和小道的十字交叉路口，设置交通灯管理系统，管理车辆运行。小道路口设有传感器C（此处以按键key代替），当小道有车要求通行时，传感器输出key=1，否则key=0。主干道通车时绿灯亮，小道不通车时红灯亮，主干道通车至少10S。超过10S时，若小道有车要求通行，即C=1，主干道绿灯灭黄灯亮3S，之后改为主干道红灯亮，小道绿灯亮。小道通车最长时间被限定为10S，在10S内，只要小道无车，即C=0，小道交通灯由绿灯亮变为黄灯亮持续3S后变为红灯亮，主干道由红灯亮变为绿灯亮。
 
三、基本组成
 
（1）管脚定义
 module jiaotongdeng(
 input clk,
 input clr,
 input key0,
 output reg clk_1hz,
 output reg [5:0] LED,
 output reg [3:0] data,
 output reg [1:0] wei
 );
 （2）中间变量定义
 //使用每态一个触发器定义五个状态
 parameter s0=5’b00001;
 parameter s1=5’b00010;
 parameter s2=5’b00100;
 parameter s3=5’b01000;
 parameter s4=5’b10000;
 
reg [4:0] now_state; //现态
 reg [4:0] next_state; //下一个状态
 
reg [9:0] count; //分频计数
 
reg flag1; //当flag1=1进入s2
 reg flag2; //当flag2=1进入s3
 reg flag3; //当flag3=1进入s4
 reg flag4; //当flag4=1进入s0
 
parameter flag11=1’b0;
 parameter flag22=1’b0;
 parameter flag33=1’b0;
 parameter flag44=1’b0;
 
reg [5:0] count_g1; //主干道绿灯亮的时间计数
 reg [1:0] count_y1; //黄灯亮的时间的计数
 reg [5:0] count_g2; //次干道绿灯亮的时间计数
 reg [1:0] count_y2; //黄灯亮的时间的计数
 
//显示数据
 //主干道
 reg [3:0] data_g1_ge; //绿灯计数的个位
 reg [3:0] data_g1_shi; //十位数字
 reg [3:0] data_y1_ge; //黄灯计数的个位
 reg [3:0] data_y1_shi; //十位数字
 //次干道
 reg [3:0] data_g2_ge; //绿灯计数的个位
 reg [3:0] data_g2_shi; //十位数字
 reg [3:0] data_y2_ge; //黄灯计数的个位
 reg [3:0] data_y2_shi; //十位数字
 
reg cnt; //控制位选信号
 
四、设计过程
 
1、时钟分频
 
always @ (posedge clk or negedge clr )
 
begin
 
if(!clr)

begin

    count<=1'b0;

    clk_1hz<=1'b0;

end
 
else if(count==10’d1000)
 
    begin

        count<=1'b0;

        clk_1hz<=~clk_1hz;

    end

    else

        count<=count+1'b1;
 
end
 
2、控制器
 
2.1状态转移
 
always @(posedge clk )
 
begin
 
if(!clr)

    now_state<=s0;

else

    now_state<=next_state;
 
end
 
2.2判断是否进入下一个状态
 
always @ (*)
 
begin
 
if(!clr)              //复位时主干道为绿灯，灯1亮

begin

    next_state=s0;

end

else

case(now_state)

s0: begin

    if(key0==1'b1)  //次干道有车

    begin

        next_state=s1;

    end

    else

        next_state=s0;

    end

s1: begin          //次干道来车，主干道绿灯开始计数

    if(flag1==1'b1)

        next_state=s2;

    else

        next_state=s1;

    end

s2: begin           //主干道绿灯结束，变为黄灯

    if(flag2==1'b1)

        next_state=s3;

    else

        next_state=s2;

    end

s3: begin           //主干道黄灯结束，变为红灯，次干道绿灯，并计数

    if(flag3==1'b1)

        next_state=s4;

    else

        next_state=s3;

    end

s4: begin           //次干道绿灯结束，变为黄灯并计数

    if(flag4==1'b1)  

        next_state=s0;  //次干道黄灯结束，变为红灯

    else

        next_state=s4;

    end

 default: next_state=s0;

 endcase       
 
end
 
3、数据处理
 
3.1主干道绿灯计数，状态s1的数据处理
 
always @(posedge clk_1hz or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

begin

    count_g1<=1'b0;

    flag1<=1'b0;

end

else begin

     if(now_state==s0)

        count_g1<=6'd10;

     else

        count_g1<=count_g1;

     

     if(now_state==s1)

     begin

        if(count_g1==1'b0)

        begin

           count_g1<=6'd10;        

           flag1<=1'b1;

        end

        else

        begin

           count_g1<=count_g1-1'b1;

        end

     end

     else begin

           flag1<=flag1;

           flag1<=flag11; end

     end
 
end
 
3.2主干道黄灯亮，状态s2数据处理
 
always @(posedge clk_1hz or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

begin

    flag2<=1'b0;

    count_y1<=1'b0;

end

else begin

     if(now_state==s1)

        count_y1<=2'd3;

     else

        count_y1<=count_y1;

    

   if(now_state==s2)

   begin

       if(count_y1==0)

           flag2<=1'b1;

       else

       begin

           count_y1<=count_y1-1'b1;

       end

   end

   else  begin

        flag2<=flag2;

        flag2<=flag22; end

   end   
 
end
 
3.3次干道绿灯亮，状态s3数据处理
 
always @(posedge clk_1hz or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

begin

    flag3<=1'b0;

    count_g2<=1'b0;

end

else begin

    if(now_state==s2)

        count_g2<=6'd10;

    else

        count_g2<=count_g2;

    

    if(now_state==s3)

        begin

            if(count_g2==0)

            begin

                flag3<=1'b1;

            end

            else

            begin

                count_g2<=count_g2-1'b1;

            end

        end

        else begin

           flag3<=flag3;

           flag3<=flag33; end

        end
 
end
 
3.4次干道为黄灯，状态s4数据处理
 
always @(posedge clk_1hz or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

begin

    flag4<=1'b0;

    count_y2<=1'b0;  

end

else begin

    if(now_state==s3)   

        count_y2<=2'd3;

    else

        count_y2<=count_y2;

    

    if(now_state==s4)

    begin

        if(count_y2==0)

        begin

            flag4<=1'b1;

        end

        else

        begin

            flag4<=1'b0;

            

            count_y2<=count_y2-1'b1;

        end

    end

       else begin

            flag4<=flag4;

            flag4<=flag44;  end

       end
 
end
 
4、显示模块
 
4.1数码管显示
 
always @( posedge clk or negedge clr )
 
begin
 
if(!clr)

begin

    data_g1_ge<=1'b0;

    data_g1_shi<=1'b0;

    data_y1_ge<=1'b0;

    data_y1_shi<=1'b0;

    

    data_g2_ge<=1'b0;

    data_g2_shi<=1'b0;

    data_y2_ge<=1'b0;

    data_y2_shi<=1'b0;

end

else begin

     data_g1_ge<=count_g1%10;

     data_g1_shi<=count_g1/10;

     data_y1_ge<=count_y1%10;

     data_y1_shi<=count_y1/10;

    

     data_g2_ge<=count_g2%10;

     data_g2_shi<=count_g2/10;

     data_y2_ge<=count_y2%10;

     data_y2_shi<=count_y2/10;

     end
 
end
 
always @(posedge clk or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

    cnt<=1'b0;

else cnt<=~cnt;
 
end
 
always @(posedge clk)
 
begin
 
case(now_state)

s0: begin

    case(cnt)

    1'b0: begin wei<=2'b01; data<=data_g1_ge; end

    1'b1: begin wei<=2'b10; data<=data_g1_shi; end

    default: begin wei<=2'b01; data<=data_g1_ge;end

    endcase

    end

s1: begin

    case(cnt)

    1'b0: begin wei<=2'b01; data<=data_g1_ge; end

    1'b1: begin wei<=2'b10; data<=data_g1_shi; end

    default: begin wei<=2'b01; data<=data_g1_ge;end

    endcase

    end

s2: begin

    case(cnt)

    1'b0: begin wei<=2'b01; data<=data_y1_ge; end

    1'b1: begin wei<=2'b10; data<=data_y1_shi; end

    default: begin wei<=2'b01; data<=data_y1_ge;end

    endcase

    end

s3: begin

    case(cnt)

    1'b0: begin wei<=2'b01; data<=data_g2_ge; end

    1'b1: begin wei<=2'b10; data<=data_g2_shi; end

    default: begin wei<=2'b01; data<=data_g2_ge;end

    endcase

    end

s4: begin

    case(cnt)

    1'b0: begin wei<=2'b01; data<=data_y2_ge; end

    1'b1: begin wei<=2'b10; data<=data_y2_shi; end

    default: begin wei<=2'b01; data<=data_y2_ge;end

    endcase

    end

default: begin wei<=2'b11; data<=4'b0000; end

endcase
 
end
 
4.2 红绿灯显示
 
always @(posedge clk_1hz or negedge clr)
 
begin
 
if(!clr)

    LED<=6'b000_000;

else begin

    case(now_state)

    s0: LED<=6'b100_001;

    s1: begin

        if(count_g1==0)

            LED<=6'b100_010;

        else

            LED<=6'b100_001;

        end

   s2: begin

       if(count_y1==0)       

            LED<=6'b001_100;

       else

            LED[1]<=~LED[1];  

       end

   s3: begin

       if(count_g2==0)

            LED<=6'b010_100;

        else

            LED<=6'b001_100;

        end

   s4: begin

       if(count_y2==0)

            LED<=6'b100_001;

       else

            LED[4]<=~LED[4];

       end

   default:  LED<=6'b000_000;

   endcase

   end
 
end
 
五、实验电路图
 
1、管脚约束：
 
clk—D13 clr—C11 key0—C9 wei[0]—T14
 
wei[1]—T15 data[0]—B2 data[1]—C1 data[2]—C2
 
data[3]—D1 LED[0]—G1 LED[1]—T2 LED[2]—T3
 
LED[3]—E2 LED[4]—E1 LED[5]—F2
 
2、状态转移图和ASM图:如图1和
 

 
 图2
 
3、对应的RTL图：如图3
 
六、实验数据分析和实验结果
 
仿真数据如下：
 
initial clk=1’b0;
 
initial begin
 
clr=1’b0;
 
#200
 
clr=1’b1;
 
end
 
initial begin
 
key0=1’b0;
 
#200000000
 
key0=1’b1;
 
#20000
 
key0=1’b0;
 
end
 
always #100 clk=~clk;
 
jiaotongdeng jiaotongdeng_test(
 
.clk(clk),
 
.clr(clr),
 
.key0(key0),
 
.data(data),
 
.wei(wei),
 
.LED(LED)
 
)；
 
仿真图如下图4：
 
now_state:此信号表示现态，当key0为高电平时，即次干道来车时，状态开始转移，对应的LED灯开始变化。状态为00001和00010时均为主干道绿灯亮次干道红灯亮；状态为00100时主干道黄灯闪烁即对应上述LED 100010/100000（闪烁）；状态为01000时主干道红灯亮，次干道绿灯亮；经过10秒后，次干道黄灯闪烁，然后回到初状态，等待下次次干道来车。

 
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1、1 设计课题设计要求及总体方案介绍1.1 设计课题任务 设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-16”， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“d.1004-16”状态。1.2 功能要求说明要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。1.3 交通灯总体方案介绍及工作原理说明1.3.1 电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源，采用单片。
 
2、机控制模块提供电源。此方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。1.3.2 复位方案复位方式有两种：按键复位与软件复位。由考虑到程序的简洁，避免冗长，本设计采用按键复位，在芯片的复位端口外接复位电路，通过按键对单片机输入一个高电平脉冲，达到复位的目的。1.3.3 输入方案直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用2个按键，分别是K1、K2。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用1.3.4 显示界面方案该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。采用数码管与点阵LED (点阵式。
 
3、和8段式LED)相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。2 交通灯硬件系统的设计2.1 交通灯硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 设计方框图图2-12.1.2 复位电路模块复位方式有多种，本设计采用按键复位，在设定的定时时间内，89S52必须在RST引脚产生一个由高到低的电平变化，以清内部定时器。 2.1.3 晶振电路模块选取原则：传统做法，但能够实现所需，即最简单。
 
4、也最是实用。电容选取33pF，晶振为12MHz。2.1.4 流水灯电路模块流水灯电路直接接在单片机的P2口上，采用共阳接法。2.1.5 数码管电路模块数码管的段控口接在单片机的P0口上，位控通过三极管接在单片机的P2口上。2.1.6 按键电路模块按键电路的设计就是在一段共接地，另一端通过上拉电阻接到P1口有按键时。相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿。2.1.7 下载口电路下载口的1脚接在P1.5口，2脚悬空，3脚接在单片机的复位口上，4脚接在P1.6口，5叫接在P1.7口，6、7、8、9、10接地。2.2 交通灯电路原理图、PCB图、元器件分布图电路原理图见附录1PCB顶层图见附录2PCB。
 
5、底层图见附录3元器件布局图见附录42.3 交通灯元器件清单元器件清单见附录53 交通灯软件系统的设计3.1 单片机资源使用情况AT89S52的P3口用来接八个发光二极管的阴极，控制其亮与灭，P0口和P2口外接由8个LED数码管构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口(P0.0P0.7对应于LED的adp)，P2口作LED的位控输出线，P2口外接3个按键A、B、C(分别对应于P1.0、P1.1、P1.2)用于调整显示接口电路。3.2 软件各模块简要介绍软件设计是由C语言来编写的，由主程序、键处理和键扫描程序、显示程序、延时程序这几个模块组成的。3.2.1 主程序主程序中会一直调用显示程序、键扫。
 
6、描程序，延时程序，当没有键按下时，数码管会一直显示P.，当有按键按下时，就会按操作执行。3.2.2 显示程序显示程序主要完成数码管动态显示。3.2.3 键处理和键扫描程序键处理程序主要将P1口的取值送往单片机进行取反。键扫描主要判断是否有键按下，即过度前沿抖动在判断是否有键按下。最终将处理完的键值作为返回值返回。3.2.4 延时程序延时程序主要是用来倒计时用的，用来计算秒数。3.3 交通灯程序流程图3.3.1 主程序流程框图主程序流程图如图3-1所示图3-1紧急情况时的中断服务程序(外中断0)中断响应返回恢复现场延时10SA红灯、B红灯保护现场图3-23.3.2 显示子程序流程框图显示子程序框。
 
7、图如图3-3所示图3-33.3.3 键扫子程序流程框图键扫子程序流程框图如图3-4所示图3-43.4交通灯设计程序清单程序清单见附录64 交通灯设计结论4.1 使用说明通电后，数码管会显示d.1004-16，按下S2键后，交通灯开始进入运行状态。运行时按S1复位，如果按下S2键，主车道绿灯亮60秒，次车道红灯亮60秒，随后主车道黄灯亮2秒，闪3下，然后主车道红灯亮30秒，次车道绿灯亮30秒，紧接着次车道黄灯亮2秒闪三下，一直循环，如果按下S3则回到初始值P.为紧急情况使用;再按S2键主次车道红灯都亮10秒。4.2 系统调试单片机AT89S52是系统的核心，利用万用表检测单片机电源VCC是否为(。
 
8、40脚)+5V、晶振是否正常工作(可视波器调试，也可用万用表检测，亮引脚电压一般为1.82.3V之间)、复位引脚RST(复位时为高电平，单片机工作时为低电平)、EA是否为+5V(高电平)，单片机能工作了，再结合电路图，检测故障就容易了。4.3 交通灯运行图交通灯运行实拍图见附录4.4设计体会本次设计中，因为本人单片机基础学到不少很好，所以费了很大的时间，在硬件方面，一直都不是很顺利，出现虚焊的情况很多，在检查板子的时候由于焊孔太多遇到很大的困难，甚至想放弃，但最后还是坚持下来了，软件设计方面，也不是很会，通过别人的一些帮忙，使我完成了这次的设计，真的很不容易。结束语通过这学期单片机的学习，本人。
 
9、喜欢上了在软件上的编程，虽然学的不是很好，但本人会不断努力，在学习编程技能，为以后进去手机开发设计方面打好基础，本人已经喜欢上了这个行业，相信能在以后有一番作为。致 谢感谢王老师这个学期对我们单片机这门课程学习的严格要求，让我们学到了很多，不尽在学习上，还是做人方面，都起到很大的作用，还要感谢在学习中帮助我的同学，在没有老师的情况下解决了我的疑惑，真的很谢谢你们。参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术(第3版).2005年10月Li Zhaoqing. The SCM theory and Interface Technology ( Third Edition ) .2005 year in。
 
10、 October2.蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作Cai Zhaoyang SCM control practice and special topic production3.楼然苗.单片机课程设计指导building and seedlings. SCM curriculum design guidanceZhao Guanglin4.赵广林.电路设计与制版circuit design and plate making.附录2： PCB顶层图附录3： PCB底层图附录4：元器件分布图附录5： 元器件清单名称数量参数电阻3个1K数码管2个4位一体电阻1个200下载口1个普通插座1个40PI。
 
11、N电阻24个470按键9个三极管9个PNPUSB供电线1根晶振1个12MHz电容2个22pF极性电容1个220F芯片1块AT89S52发光二极管9个六角开关1个表2 元件清单附录6：程序清单/名称：十字路口交通灯控制/作者： /时间： 2013年5月28日/设计要求：上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-16”， 进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间1。
 
12、0秒，同时禁止其他车辆通过。/*/#include#includechar code dis_code=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x0c,0xff; char time;char v;char flag=0;/*显示缓冲数组(存放显示信息的字型码的序号)*/ char find_code8;/*/函数名： void DelayX1ms(uint count)/功能： 延时时间为1ms/调用函数：/输入参数：count,1ms计数/输出参数：/说明：总共延时时间为1ms乘以count,crystal=12Mhz/*/#d。
 
13、efine uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid DelayX1ms(uint count) uint j;while(count-!=0)for(j=0;j=0&v!=2;b-)P3=0X6F;find_code6=b%10;find_code7=b/10;find_code2=b%10;find_code3=b/10;delay1s();flag=0;void main() while(1)find_code0=11;find_code1=11;find_code2=11;find_code3=11;find_code4=11;f。
 
14、ind_code5=11;find_code6=11;find_code7=10;disp();EA=1;EX1=1;IT1=1;v=key();switch(v)case 0: disp(); break;case 1: while(v!=2) int m,n=60,t=30,a=4;find_code7=11;for(m=60;m=0&v!=2;m-)P3=0xAF;find_code6=m%10;find_code7=m/10;find_code2=n%10;find_code3=n/10;delay1s();n-;if(flag=1&v!=2)jinji();for(m=0;m=0&v。
 
15、!=2;m-)P3=0X7D;find_code6=m%10;find_code7=m/10;find_code2=t%10;find_code3=t/10;delay1s();t-;if(flag=1&v!=2)jinji();for(m=0;m2&v!=2;m+)P3=0X7E;find_code6=a%10;find_code7=a/10;find_code2=t%10;find_code3=t/10;delay1s();t-;a-;if(flag=1&v!=2)jinji(); for(m=0;m3&v!=2;m+) find_code2=t%10;find_code3=t/10;find_code6=a%10;find_code7=a/10;if(flag=1&v!=2)jinji();P3=0X7F;delay();if(flag=1&v!=2)jinji();P3=0X7E;delay();t-;a-; P3=0xFF。

 
实验五：交通灯一、实验目的熟悉51单片机的汇编指令。
 
进一步了解8255芯片的结构及编程方法。
 
学习模拟交通控制的实现方法。二、实验设备
 
STC89C52单片机实验板、串口下载线、USB连接线、电脑3、程序框图
 

 
1.018.jpg (17.51 KB, 下载次数: 24)
 
2017-8-13 02:43 上传4、实验电路
 

 
1.019.jpg (31.22 KB, 下载次数: 22)
 
2017-8-13 02:43 上传五、实验原理及内容交通灯原理图
 

 
1.020.jpg (23.48 KB, 下载次数: 14)
 
2017-8-13 02:43 上传8255的PA0~PA7、PB0~PB3接发光二极管L15~L13、L11~L9、L7~L5、L3~L1。
 
执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车，延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。
 
实验接线图：
 

 
1.021.jpg (50.99 KB, 下载次数: 18)
 
2017-8-13 02:43 上传程序代码(汇编版)：
 
ORG    0BB0H
 
0BB0 758160                  JOD0: MOV    SP,#60H
 
0BB3 90FFDB                             MOV    DPTR,#0FFDBH
 
0BB6  7488                             MOV    A,#88H
 
0BB8 F0                             MOVX   @DPTR,A               ；8255初始化
 
0BB9 90FFD8                             MOV    DPTR,#0FFD8H
 
OBBC 74B6                             MOV    A,#0B6H
 
0BBE  F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0BBF  A3                             INC    DPTR
 
0BC0 740D                             MOV    A,#0DH
 
0BC2  F0                             MOVX   @DPTR,A               ;点亮4个红灯
 
0BC3 7A25                             MOV    R2,#25H               ;延时
 
0BC5  120213                             LCALL  DELY
 
0BC8 90FFD8                  JOD3: MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0BCB  7475                             MOV    A,#75H
 
0BCD  F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0BCE A3                             INC    DPTR
 
0BCF  740D                             MOV    A,#0DH
 
0BD1 F0                             MOVX   @DPTR,A                 ;东西绿灯亮，;南北红灯亮
 
0BD2  7A55                             MOV    R2,#55H
 
0BD4 120213                             LCALL  DELY               ;延时
 
0BD7  7F05                             MOV    R7,#05H               ;闪烁次数
 
0BD9 90FFD8                 JOD1: MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0BDC  74F3                             MOV    A,#0F3H
 
0BDE  F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0BDF A3                             INC    DPTR
 
0BE0  740C                             MOV    A,#0CH
 
0BE2  F0                             MOVX   @DPTR,A               ;东西黄灯亮，南北红灯亮
 
0BE3  7A20                             MOV    R2,#20H
 
0BE5  120213                             LCALL  DELY               ;延时
 
0BE8 90FFD8                             MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0BEB  74F7                             MOV    A, #0F7H
 
0BED F0                             MOVX   @DPTR, A
 
0BEE A3                             INC    DPTR
 
0BEF 740D                             MOV    A,  #0DH
 
0BF1 F0                             MOVX   @DPTR, A               ;南北红灯亮
 
0BF2 7A20                             MOV    R2, #20H
 
0BF4 120213                             LCALL  DELY               ;延时
 
0BF7 DFE0                             DJNZ   R7, JOD1               ;闪烁次数未到，继续
 
0BF9 90FFD8                             MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0BFC 74AE                             MOV    A, #0AEH
 
0BFE F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0BFF A3                             INC    DPTR
 
0C00 740B                             MOV    A, #0BH
 
0C02 F0                             MOVX   @DPTR,A               ;东西红灯亮，南北绿灯亮
 
0C03 7A55                             MOV    R2,#55H
 
0C05 120213                             LCALL  DELY               ;延时
 
0C08 7F05                             MOV    R7,#05H               ;闪烁次数
 
0C0A 90FFD8               JOD2:               MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0C0D 749E                             MOV    A,#9EH
 
0C0F F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0C10 A3                             INC    DPTR
 
0C11 7407                             MOV    A,#07H
 
0C13 F0                             MOVX   @DPTR,A               ;东西红灯亮，南北黄灯亮
 
0C14 7A20                             MOV    R2,#20H
 
0C16 120213                             LCALL  DELY               ;延时
 
0C19 90FFD8                             MOV    DPTR,#0FFD8H
 
0C1C 74BE                             MOV    A,#0BEH
 
0C1E F0                             MOVX   @DPTR,A
 
0C1F A3                             INC    DPTR
 
0C20 740F                             MOV    A,#0FH
 
0C22 F0                             MOVX   @DPTR,A               ;东西红灯亮
 
0C23 7A20                             MOV    R2,#20H
 
0C25  120213               LACLL  DELY          ;延时
 
0C28  DFE0                 DJN    R7,JOD2       ;闪烁次数未到继续
 
0C2A  020BC8               LJMP   JOD3          ;循环                               ORG    0213H
 
0213    C002      DELY:   PUSH    02H
 
0215    C002      DEL2:    PUSH    02H
 
0217    C002      DEL3:    PUSH    02H                  ;延时
 
0219    DAFE      DEL4:    DJNZ    R2,DEL4
 
021B    D002               POP     02H
 
021D    DAF8               DJNZ    R2,DEL3
 
021F    D002               POP     02H
 
0221    DAF2               DJNZ    R2,DEL2
 
0223    D002               POP     02H
 
0225    DAEC               DJNZ    R2,DELY
 
0227    22                 RET                                                    END六、实验结果
 

 
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2017-8-13 02:43 上传
 

 
1.023.jpg (51.25 KB, 下载次数: 14)
 
2017-8-13 02:43 上传七、实验收获及体会
 
本次试验我们做的是交通灯的实验，并且成功完成了此次实验。
 
在本次试验中，我们学习到了如何对8255的PC口进行位操作：8255的控制字中，D7位为1时表示方式选择，D7位为0时，表示对C口进行置为/复位。C口共有8个二进制位，控制字中的D3、D2、D1三位的编码与C口的某一位对应，而对指定位进行的操作则由D0确定。如：D0=0时，D3、D2、D1分别为1、0、1，则C口的第五位PC5置0；若D0=1时，D3、D2、D1分别为0、0、1，则C口的第一位PC1置1。在控制字中D6、D5、D4是无效位。在实验中，由于对于片选端口所对应的地址不是很熟悉，使得程序运行结果出错；经过翻阅实验书，找到了片选区中各个片选口所对应的端口地址，并将其改正。
 
完整单片机实验报告下载(word格式 可编辑)：
 
http://www.51hei.com/bbs/dpj-88784-1.html

 
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1、目录一 课题介绍1.1概述1.2课题要求二 设计原理与分析2.1.1红黄绿灯之间状态变换2.1.2计时设置2.1.3紧急情况2.2 总体框图2.3 分块设计三 、原理图四、 程序代码4.1M分频器4.2数码管译码器4.3 交通灯控制器4.4 计时器五、 仿真结果及实验分析六、总结一、课题介绍 1.1概述在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序地通行。其中，红灯(R)亮，表示该条道路禁止通行；黄灯(Y)亮，表示停车；绿灯(G)亮，表示可以通行。倒计时显示器是用来显示允许通行和禁止通行地时间。交通灯控制器就是用来自动控制十字路口的交通灯和计时器，指挥各种车辆和行人安全通行。1.2课题要求设计一个十字交叉路口的交通灯控制器，具体要求如下：(1) 每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3盏灯组成，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过。
 
2、停车线德车辆继续通行，未过停车线的车辆停止通行。(2) 设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s和25s。(3) 当各条路上任意一条上出现特殊情况时，如当消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆通过时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。二、设计原理与分析2.1交通灯用以指挥车辆和行人有序地通行，在功能上要实现红黄绿灯之间状态变换、计时设置和紧急情况三大功能。2.1.1红黄绿灯之间状态变换对于十字路口两个方向上的交通灯，要保证一条道路通行另一条禁止，同时还要考虑黄灯到红灯的变换，因此一共有四个状态，即南北红东西绿、南北红东西黄、南北绿东西红、南北黄东西红。 2.1.2计时设置根据要求，绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s和25s。2.1.3紧急情况。
 
3、当各条路上任意一条上出现特殊情况时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。2.2 总体框图 2.2.1模块示意图 图12.3 分块设计要实现交通灯的控制需要5个功能模块，分别为4M分频器，数码管译码器，交通灯控制器以及计时器。 2.3.1 4M分频器由于引脚选用4M时钟，而计时单位为秒，需要对时钟信号进行4M分频处理，编译后生成4M分频器如下图：图2 4M分频器 2.3.2数码管译码器输出时间为16进制数，要在数码管上显示需设计数码管译码器对其进行译码，编译后生成数码管译码器如下图：图3 数码管译码器 2.3.3 交通灯控制器为完成四个状态之间的循环，需交通灯控制器通过时钟信号的变化来完成状态循环的功能，编译后生成交通灯控制器如下图：图4 交通灯控制器 2.3.4 计时器计时器不仅要完成倒计时功能，还要随状态的变化而改变其倒计时时间，编译后生成计时器如下图：图5 计时器三、 原。
 
4、理图、代码书写 1、交通灯控制的原理图各个模块代码书写4.1M分频器LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ; -- 运算符重载ENTITY cnt4M IS PORT ( ena,clr,d_ctr,clk : IN STD_LOGIC ; q : OUT STD_LOGIC_VECTOR( 3 DOWNTO 0 ); co:out std_logic ) ; END ENTITY cnt4M; ARCHITECTURE bhv OF cnt4M ISSIGNAL q1 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0 ); BEGIN q <= q1 ; PROCESS (clk,clr,ena,d_ctr) BEGIN IF clr='0' THEN q1'。
 
5、0'); ELSIF clk'EVENT AND clk = '1' THEN IF ena='1' THEN IF d_ctr='1' THEN IF q1 = "1111" THEN q1 '0'); ELSE q1<=q1+'1'; END IF; ELSIF q1= "0000" THEN q1'1'); ELSE q1<=q1-'1'; END IF; END IF ; END IF; END PROCESS ; PROCESS(q1) BEGIN IF q1= "1111" THEN co<='1'; ELSE co<='0'; END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE bhv;4.2数码管译码器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith。
 
6、.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity exp4 is port(clk : in std_logic; A,B:in std_logic_vector(7 downto 0); ledag:out std_logic_vector(6 downto 0); sel:out std_logic_vector(7 downto 0) );end;architecture bh of exp4 is signal del:std_logic_vector(1 downto 0); signal key:std_logic_vector(3 downto 0); begin process(clk) variable dount:std_logic_vector(1 downto 0); begin if clk'event and clk='1'。
 
7、then dount:=dount+1; end if; delledagledagledagledagledagledagledagledagledagledagnull; end case; end process; process(del) begin case del is when "11"=>sel<="";keysel<="";keysel<="";key<=b(3 downto 0); end case; end process;end bh;4.3 交通灯控制器LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY jtd ISPORT(clk,emg:IN STD_LOGIC;--输入 时钟,复位,状态 COUNT1,COUNT2:IN。
 
8、 STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--计时器 MG,MY,MR,CG,CY,CR:OUT STD_LOGIC);--输出信号,控制各种灯END jtd;ARCHITECTURE behav OF jtd IS TYPE jtdSTATE IS(mrcg,mrcy,mgcr,mycr); SIGNAL STATE:jtdSTATE;BEGIN PROCESS(STATE,clk,emg)--RESET,, S BEGIN -- IF RESET='1' THEN STATE<=mgcr;MG<='1';CR<='1';MY<='0';MR<='0';CG<='0';CY<='0'; --ELS IF clk'EVENT AND clk='1' then IF emg='1' THEN MY<='0';CR<='1。
 
9、';MG<='0';MR<='1';CG<='0';CYIF COUNT1="" AND COUNT2=""THEN STATE<=mrcy;MY<='0';CR<='0';MG<='0';MR<='1';CG<='0';CY<='1'; ELSE STATE<=mrcg;MG<='0';CR<='0';MY<='0';MR<='1';CG<='1';CYIF COUNT1="" AND COUNT2=""THEN STATE<=mgcr;MR<='0';CG<='0';MG<='1';MY<='0';CR<='1';CY<='0'; ELSE STATE<=mrcy;MY<='0';CR<='0';MG<='0';MR<=。
 
10、'1';CG<='0';CYIF COUNT2="" AND COUNT1=""THEN STATE<=mycr;MR<='0';CY<='0';MY<='1';MG<='0';CR<='1';CG<='0'; ELSE STATE<=mgcr;MR<='0';CG<='0';MG<='1';MY<='0';CR<='1';CYIF COUNT1="" AND COUNT2=""THEN STATE<=mrcg;MG<='0';CR<='0';MR<='1';MY<='0';CY<='0';CG<='1'; ELSE STATE<=mycr;MR<='0';CY<='0';MY<='1';MG<='0';CR<='1';CG
 
11、;='0'; END IF; END CASE; END IF; END IF; END PROCESS; END behav;4.4 计时器LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JISHU IS PORT(clk,RESET,emg:IN STD_LOGIC; tim1,tim2:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END JISHU;ARCHITECTURE behav OF JISHU IS TYPE RGY IS(mrcg,mrcy,mgcr,mycr); SIGNAL STATE:RGY;BEGIN PROCESS(clk,RESET,emg)--,RESET VARIABLE a1:STD_LOGIC:='0'; VARIAB。
 
12、LE a2:STD_LOGIC:='0'; VARIABLE a3:STD_LOGIC:='0'; VARIABLE a4:STD_LOGIC:='0'; VARIABLE b:STD_LOGIC:='0'; VARIABLE timmh:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE timml:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE timch:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE timcl:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE mth,mtl,cth,ctl:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN IF clk'EVENT AND clk='1' THEN IF RESET='1' THEN STATE -。
 
13、-IF S='1' AND b='1' THEN STATE<=mycr;a:='0';th:="0000";tl:="0100";b:='0'; --ELSIF S='0' AND b='1' THEN STATE<=mgcr;a:='1';th:="0000";tl:="0001"; --ELSE IF a1='1' THEN mth:="0010";mtl:="0101";cth:="0010";ctl:="0000";a1:='0';timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; --25秒,20秒 else IF NOT(cth="0000" AND ctl="0010") then IF mtl="0000" then mtl:="1001";mth:=mth-1;timmh:=mth; timml:=mtl; tim。
 
14、ch:=cth; timcl:=ctl; else mtl:=mtl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; END IF; --IF NOT(cth="0000" AND ctl="0010") then IF ctl="0000" then ctl:="1001";cth:=cth-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; else ctl:=ctl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; END IF; ELSE mth:="0000";mtl:="0110";cth:="0000";ctl:="0001";STATE IF a2='1' THEN cth:="0000";ctl:="0101";mth:="。
 
15、0000";mtl:="0101";a2:='0';timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; --5秒 else IF NOT(cth="0000" AND ctl="0010" ) then ctl:=ctl-1;mtl:=mtl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; ELSE cth:="0000";ctl:="0001";mth:="0000";mtl:="0001";a3:='1';STATE--IF S='1' THEN IF a3='1' THEN mth:="0010";mtl:="0000";cth:="0010";ctl:="0101";a3:='0';timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; --20秒。
 
16、 else IF NOT(mth="0000" AND mtl="0010") then IF mtl="0000" then mtl:="1001";mth:=mth-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; else mtl:=mtl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; END IF; --IF NOT(cth="0000" AND ctl="0010") then IF ctl="0000" then ctl:="1001";cth:=cth-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; else ctl:=ctl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl。
 
17、; END IF; ELSE cth:="0000";ctl:="0110";mth:="0000";mtl:="0001";STATE<=mycr;a4:='1';timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; --6.1 END IF; END IF; --ELSE a:='0';STATEIF a4='1' THEN mth:="0000";mtl:="0101";cth:="0000";ctl:="0101";a4:='0';timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; --4秒 else IF NOT(cth="0000" AND ctl="0010") then ctl:=ctl-1;mtl:=mtl-1;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth;。
 
18、 timcl:=ctl; ELSE cth:="0000";ctl:="0001";mth:="0000";mtl:="0001";a1:='1';STATE<=mrcg;timmh:=mth; timml:=mtl; timch:=cth; timcl:=ctl; END IF; END IF; END CASE;END IF;tim1 <= mth & mtl;tim2 <= cth & ctl;END IF;end process;END behav;五、仿真及分析 图1、原理图仿真波形 图2、4M分频器仿真波形 图3、数码管译码器仿真波形 图4、交通灯控制仿真波形 图5、计时器仿真波形实验及分析在clc上升沿，tim2计数到达01，此时改变状态，主道路的路灯熄灭，黄灯点亮，从道路的红灯保持不变，持续5秒并计数。Reset置1后开始进入计数状态，并随着时钟上升沿改变。
 
19、状态。在clc上升沿，tim1和tim2计数都达到01，此时改变状态，主道路黄灯熄灭红灯点亮，从道路红灯熄灭绿灯点亮。并开始计数。emg为紧急情况的开关，在紧急情况下，将emg置0，此时主动道路都变为红灯，且计数器停止计数，保持原计数时间并闪烁。紧急情况排除后，emg恢复置1，此时恢复紧急状况之前的状态，并继续计数。针对EP1C6Q240C8芯片，引脚设置如下：六、总结在这次设计过程中，体现出自己设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的杨老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风是我学习中的榜样,老师循循善诱的教导给予我启迪;这次设计的每个实验细节，都离不开老师的细心指导。而您宽容的态度，帮助我们能够比较顺利的完成了这次课程设计。 我们学好理论的同时也要努力提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领。其中我最大的感触就是在设计课题的过程当中，与老师多次进行交流并看着自己在老师的帮助下一步步克服难题、难点，以及改正每一个错误的成就感，都让我对本次的课程设计有了更深刻的理解和认识，也让我更加熟练的掌握了EDA这门课程。序号 综合成绩优秀( )良好( )中等( )及格( )不及格( )教师(签名)批改日期《EDA技术》课程设计报告课题： 交通灯控制器 院系 自动化学院 专业 自动化 　　　　　班级 学号 姓名 指导教师 李华 、杨银贤 起止日期 2015.12.21-2015.12.25 2015 年 12 月。