微型計算機原理及應用 有急救車的交通燈實驗

遼寧工程技術(shù)大學實驗報告課程名稱：微型計算機原理及應用實驗項目：有急救車的交通燈實驗實驗室：微機原理與應用實驗室姓名：學號：專業(yè)班級：實驗時間：200同組學號：_實驗成績評閱教師有急救車通過的交通燈控制實驗實驗目的學習掌握多個接口芯片綜合應用方法學習中斷技術(shù)的基本使用方法學習模擬交通燈控制的實現(xiàn)方法學習控制程序的編程方法實驗條件和要求用業(yè)余時間進行調(diào)研，了解交通燈然滅的基本規(guī)律，并寫出調(diào)研報告，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出硬件電路原理圖。在設(shè)計硬件電路時，要充分利用實驗儀上的接口芯片，如8051單片機，8255并行接口芯片，發(fā)光二極管（紅，黃，綠各2個）。設(shè)計或利用接口儀上已有的單脈沖發(fā)生器，單脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的負脈沖來產(chǎn)生外部中斷，進行模擬有急救車通過。編制相應的軟件應用程序，并進行調(diào)試。寫出規(guī)范的實驗報告。實驗報告用A4紙寫。調(diào)研報告調(diào)查目的：通過調(diào)研，了解交通燈的基本變化規(guī)律，為本次實驗提供實驗數(shù)據(jù)1.調(diào)研人：2.調(diào)研時間：2008-12-3.調(diào)研地點：興城市興城交通崗4調(diào)研對象：興城市交通隊5.調(diào)研內(nèi)容及結(jié)果：今天我和本組同學前往興城市交通崗了解交通燈工作情況，向執(zhí)勤交通交警咨詢了有關(guān)交通燈工作原理和工作過程等問題，并且記錄了紅、黃、綠三色交通燈的亮滅規(guī)則，以及在遇到特殊車輛，比如急救車通過時，應采取的措施及交通燈的亮滅情況。以下是調(diào)研的有關(guān)內(nèi)容：1）道路交通標志交通信號是指揮車輛和行人前進、停止或者轉(zhuǎn)彎，向車輛駕駛?cè)撕托腥颂峁└鞣N交通信息，對道路上的交通流量進行調(diào)節(jié)、控制和疏導的以光色信號、圖形、文字或者手勢表示的特定信號。

（1）道路交通信號及其含義

交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。

紅燈表示禁止通行。主要包括三種：一是指揮燈信號。紅燈亮時，不準車輛、行人通行；車輛須停在停止線以外，行人必須在人行橫道路邊等侯放行。自行車左轉(zhuǎn)彎不準推車從路口外邊繞行；直行不準用右轉(zhuǎn)彎方法線行。右轉(zhuǎn)彎的車輛和“T”型路口右邊無橫道路的直行車輛，遇有紅燈亮時，在不妨礙放行的車輛和行人通行的情況下，可以通行。二是車道路燈信號。一般安裝在需要單獨指揮的車道上方，只對在該車道行駛的車輛起指揮作用，其他車道的車輛和行人仍按規(guī)定信號通行。三是人行橫道燈信號。紅燈亮時，不準行人進入人行橫道。

綠燈表示準許通行。主要包括三種：一是指揮燈信號。綠燈亮時，準許車輛，行人通行。不論機動車還是非機動車，凡是面向綠燈信號的均可直行，也可以左、右轉(zhuǎn)彎。在綠燈亮期間進入路口的車輛應該讓已經(jīng)在路口內(nèi)的車輛和正在人行橫道內(nèi)的行人優(yōu)先通行，綠燈亮時．轉(zhuǎn)彎的車輛不準妨礙直行的車輛和被放行的行人通行。二是車道燈信號。綠色箭頭燈亮時，準許車輛按箭頭所示方向通行。綠色箭頭燈是指綠燈中帶有左轉(zhuǎn)彎、直行、右轉(zhuǎn)彎導向箭頭的交通指揮信號燈。三是人行橫道燈信號。綠燈亮時．準許行人通過人行橫道；綠燈閃爍時，不準行人進入人行橫道，但已進入人行橫道的．可以繼續(xù)通行。

黃燈表示警示。主要有兩種：一是黃燈亮時，不準車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進入人行橫道的行人，可以繼續(xù)通行；右轉(zhuǎn)彎車輛和“T”型路口右邊無橫道直行車輛．遇有黃燈亮時．在不妨礙放行車輛和行人通行的情況下，可以通行。綠燈之后的黃燈表示禁止超越信號；紅燈之后的黃燈表示準備通行。二是黃燈閃爍時．車輛、行人須在確保安全的原則下通行。

（2）手勢信號及含義

手勢信號主要用于交通警察臨時指揮車輛通行。手勢信號分為三種：直行信號，左轉(zhuǎn)彎信號，停止信號。直行信號：交通警察右臂(左臂)向右(向左)平伸，手掌向前，準許左右兩方直行的車輛通行；各方右轉(zhuǎn)彎的車輛在不妨礙放行的車輛通行的情況下，可以通行。左轉(zhuǎn)彎信號：交通警察右臂向前平伸．手掌向前準許左方的左轉(zhuǎn)彎和直行的車輛通行；左臂同時向右前方擺動時，準許車輛左轉(zhuǎn)彎；各方右轉(zhuǎn)彎的車輛和“T”形路口右邊無橫道的直行車輛，在不妨礙被放行的車輛通行的情況下．可以通行。停止信號：交通警察左臂向上直伸．手掌向前，不準前方車輛通行，右臂同時向左前方擺動時．車輛須靠邊停車。2）交通燈控制原理路口某方向綠燈顯示（另一方向亮紅燈）20秒后，綠燈以占空比為50％的一秒周期（0.5秒脈沖寬度）閃爍3次（另一方向亮紅燈），然后變?yōu)辄S燈亮2秒（另一方向紅燈亮），如此循環(huán)工作。

3）網(wǎng)上調(diào)查交通燈的發(fā)展史：19世紀初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未婚者。后來，英國倫敦議會大廈前經(jīng)常發(fā)生馬車軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)，1868年12月10日，信號燈家族的第一個成員就在倫敦議會大廈的廣場上誕生了，由當時英國機械師德·哈特設(shè)計、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈--煤氣交通信號燈，這是城市街道的第一盞信號燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來在信號燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面世23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。從此，城市的交通信號燈被取締了。直到1914年，在美國的克利夫蘭市才率先恢復了紅綠燈，不過，這時已是“電氣信號燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號燈。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實的三色燈(紅、黃、綠三種標志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。黃色信號燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學救國”的抱負到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號，當他看到紅燈而正要過去時，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過，嚇了他一身冷汗。回到宿舍，他反復琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個黃色信號燈，提醒人們注意危險。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號燈即以一個完整的指揮信號家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。中國最早的馬路紅綠燈，是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。從最早的手牽皮帶到20世紀50年代的電氣控制，從采用計算機控制到現(xiàn)代化的電子定時監(jiān)控，交通信號燈在科學化、自動化上不斷地更新、發(fā)展和完善。==交通指揮燈是非裔美國人加萊特?摩根在1923年發(fā)明的。此前，鐵路交通已經(jīng)使用自動轉(zhuǎn)換的燈光信號有一段時間了。但是由于火車是按固定的時刻表以單列方式運行的，而且火車要停下來不是很容易，因此鐵路上使用的信號只有一種命令：通行。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責在很大程度上是要告訴汽車司機把車輛停下來。開車的人誰也不愿意看到停車信號。美國夏威夷大學心理學家詹姆斯指出，人有一種將剎車和油門與自尊相互聯(lián)系的傾向。他說：駕車者看到黃燈亮時，心里便暗暗作好加速的準備。如果此時紅燈亮了，馬上就會產(chǎn)生一種失望的感覺。他把交叉路口稱作“心理動力區(qū)”。如果他的理論成立的話，這個區(qū)域在佛羅伊德心理學理論中應該是屬于超我（superego）而非本能（id）的范疇。新式的紅綠燈能將闖紅燈的人拍照下來。犯事的司機不久就會收到罰款單。有的紅綠燈還具備監(jiān)測車輛行駛速度的功能。===最早的交通燈出現(xiàn)于一八六八年英國倫敦。那時的交通燈只有紅、綠兩色，經(jīng)改良后，再增加一盞黃色的燈，紅燈表示停止，黃燈表示準備，綠燈則表示通行。其實,用這三色來作交通訊號和人的視覺機能結(jié)構(gòu)和心理反應有關(guān)。我們的視網(wǎng)膜含有桿狀和三種錐狀感光細胞，。桿狀細胞對黃色的光特別敏感，三種錐狀細胞則分別對紅光、綠光及藍光最敏感。由于這種視覺結(jié)構(gòu)，人最容易分辨紅色與綠色。雖然黃色與藍色也容易分辨，但因為眼球，對藍光敏感的感光細胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。顏色也有活動(activity)的含意，要表達熱或劇烈的話，最強是紅色，其次是黃色。綠色則有較冷及平靜的含意。因此，人們常以紅色代表危險，黃色代表警覺，綠色代表安全。而且，由于紅光的穿透力最強，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不容易看見，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見度比較低，也容易被看見，不會發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。調(diào)研報告分析：1.調(diào)研主要是了解交通燈的工作情況，熟知交通燈的亮滅規(guī)律。經(jīng)過觀察和咨詢我們了解到，一般情況下，在正常的車輛通過時，四個方向上紅黃綠交通燈的亮滅是按照一定規(guī)律進行的，其規(guī)律如下：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，兩燈都亮20秒；東西方向綠燈滅，黃燈亮5秒，南北方向紅燈繼續(xù)亮；東西方向黃燈滅，紅燈亮，同時南北方向紅燈滅，綠燈亮，持續(xù)20秒；東西方現(xiàn)紅燈亮，南北方向綠燈滅，黃燈亮，黃燈亮5秒鐘；按照1）循環(huán)。當有急救車通過時，四面紅燈全亮，只允許急救車通過，通過之后又按照之前規(guī)律進行。2.控制碼表控制碼紅燈綠燈黃燈紅燈燈的狀態(tài)南北東西南北東西南北東西南北東西L7L6L5L4L3L2L1L003H00000011四面紅燈全亮12H00010010東西綠亮，南北紅亮02H00000010東西綠滅，南北紅亮06H00000110東西黃亮，南北紅亮02H00000010東西黃滅，南北紅亮21H00100001東西紅亮，南北綠亮01H00000001東西紅亮，南北綠滅09H00001001東西紅亮，南北黃亮01H00000001東西紅亮，南北黃滅12H00010010東西綠亮，南北紅亮控制碼表說明：L0—L1分別模擬東西、南北的紅燈，L2—L3分別模擬東西、南北的黃燈，L4—L5分別模擬東西、南北的綠燈，L7—L8為有急救車通過時另加的兩個標志燈。L0—L7的狀態(tài)由二進制位表示，對應燈亮，則為高電平1，燈滅，則為低電平0，所以最終由八個二進制表示各個方向燈的狀態(tài)，構(gòu)成八位二進制控制碼。程序流程圖紅燈延時20s狀態(tài)2東西黃南北紅開始開始外中斷初始狀態(tài)下東西南北都是紅燈紅燈延時20s狀態(tài)2東西黃南北紅開始開始外中斷初始狀態(tài)下東西南北都是紅燈中斷入口保護現(xiàn)場東西紅南北紅狀態(tài)1東西綠南北紅狀態(tài)4東西紅南北黃中斷返回恢復現(xiàn)場狀態(tài)3東西紅南北綠狀態(tài)4東西紅南北黃中斷返回恢復現(xiàn)場狀態(tài)3東西紅南北綠電路圖七、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