微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 有急救車的交通燈實(shí)驗(yàn)

遼寧工程技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：有急救車的交通燈實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室：微機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：200同組學(xué)號(hào)：_實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)閱教師有急救車通過(guò)的交通燈控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)掌握多個(gè)接口芯片綜合應(yīng)用方法學(xué)習(xí)中斷技術(shù)的基本使用方法學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的實(shí)現(xiàn)方法學(xué)習(xí)控制程序的編程方法實(shí)驗(yàn)條件和要求用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行調(diào)研，了解交通燈然滅的基本規(guī)律，并寫出調(diào)研報(bào)告，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出硬件電路原理圖。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要充分利用實(shí)驗(yàn)儀上的接口芯片，如8051單片機(jī)，8255并行接口芯片，發(fā)光二極管（紅，黃，綠各2個(gè)）。設(shè)計(jì)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(fù)脈沖來(lái)產(chǎn)生外部中斷，進(jìn)行模擬有急救車通過(guò)。編制相應(yīng)的軟件應(yīng)用程序，并進(jìn)行調(diào)試。寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告用A4紙寫。調(diào)研報(bào)告調(diào)查目的：通過(guò)調(diào)研，了解交通燈的基本變化規(guī)律，為本次實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.調(diào)研人：2.調(diào)研時(shí)間：2008-12-3.調(diào)研地點(diǎn)：興城市興城交通崗4調(diào)研對(duì)象：興城市交通隊(duì)5.調(diào)研內(nèi)容及結(jié)果：今天我和本組同學(xué)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(guò)程等問(wèn)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(guò)時(shí)，應(yīng)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(biāo)志交通信號(hào)是指揮車輛和行人前進(jìn)、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(duì)道路上的交通流量進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制和疏導(dǎo)的以光色信號(hào)、圖形、文字或者手勢(shì)表示的特定信號(hào)。

（1）道路交通信號(hào)及其含義

交通信號(hào)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(hào)。紅燈亮?xí)r，不準(zhǔn)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(zhǔn)推車從路口外邊繞行；直行不準(zhǔn)用右轉(zhuǎn)彎方法線行。右轉(zhuǎn)彎的車輛和“T”型路口右邊無(wú)橫道路的直行車輛，遇有紅燈亮?xí)r，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(hào)。一般安裝在需要單獨(dú)指揮的車道上方，只對(duì)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(hào)通行。三是人行橫道燈信號(hào)。紅燈亮?xí)r，不準(zhǔn)行人進(jìn)入人行橫道。

綠燈表示準(zhǔn)許通行。主要包括三種：一是指揮燈信號(hào)。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛，行人通行。不論機(jī)動(dòng)車還是非機(jī)動(dòng)車，凡是面向綠燈信號(hào)的均可直行，也可以左、右轉(zhuǎn)彎。在綠燈亮期間進(jìn)入路口的車輛應(yīng)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?xí)r．轉(zhuǎn)彎的車輛不準(zhǔn)妨礙直行的車輛和被放行的行人通行。二是車道燈信號(hào)。綠色箭頭燈亮?xí)r，準(zhǔn)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(dǎo)向箭頭的交通指揮信號(hào)燈。三是人行橫道燈信號(hào)。綠燈亮?xí)r．準(zhǔn)許行人通過(guò)人行橫道；綠燈閃爍時(shí)，不準(zhǔn)行人進(jìn)入人行橫道，但已進(jìn)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?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行，但已越過(guò)停止線的車輛和已進(jìn)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(wú)橫道直行車輛．遇有黃燈亮?xí)r．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(hào)；紅燈之后的黃燈表示準(zhǔn)備通行。二是黃燈閃爍時(shí)．車輛、行人須在確保安全的原則下通行。

（2）手勢(shì)信號(hào)及含義

手勢(shì)信號(hào)主要用于交通警察臨時(shí)指揮車輛通行。手勢(shì)信號(hào)分為三種：直行信號(hào)，左轉(zhuǎn)彎信號(hào)，停止信號(hào)。直行信號(hào)：交通警察右臂(左臂)向右(向左)平伸，手掌向前，準(zhǔn)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(hào)：交通警察右臂向前平伸．手掌向前準(zhǔn)許左方的左轉(zhuǎn)彎和直行的車輛通行；左臂同時(shí)向右前方擺動(dòng)時(shí)，準(zhǔn)許車輛左轉(zhuǎn)彎；各方右轉(zhuǎn)彎的車輛和“T”形路口右邊無(wú)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(hào)：交通警察左臂向上直伸．手掌向前，不準(zhǔn)前方車輛通行，右臂同時(shí)向左前方擺動(dòng)時(shí)．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(jì)初，在英國(guó)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(lái)，英國(guó)倫敦議會(huì)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(hào)燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈的廣場(chǎng)上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國(guó)機(jī)械師德·哈特設(shè)計(jì)、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(hào)燈，這是城市街道的第一盞信號(hào)燈。在燈的腳下，一名手持長(zhǎng)桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來(lái)在信號(hào)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(hào)燈被取締了。直到1914年，在美國(guó)的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過(guò)，這時(shí)已是“電氣信號(hào)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(hào)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(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)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(hào)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(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國(guó)”的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)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(hào)，當(dāng)他看到紅燈而正要過(guò)去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過(guò)，嚇了他一身冷汗?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。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(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。中國(guó)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(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善。==交通指揮燈是非裔美國(guó)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(dòng)轉(zhuǎn)換的燈光信號(hào)有一段時(shí)間了。但是由于火車是按固定的時(shí)刻表以單列方式運(yùn)行的，而且火車要停下來(lái)不是很容易，因此鐵路上使用的信號(hào)只有一種命令：通行。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責(zé)在很大程度上是要告訴汽車司機(jī)把車輛停下來(lái)。開(kāi)車的人誰(shuí)也不愿意看到停車信號(hào)。美國(guó)夏威夷大學(xué)心理學(xué)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(shuō)：駕車者看到黃燈亮?xí)r，心里便暗暗作好加速的準(zhǔn)備。如果此時(shí)紅燈亮了，馬上就會(huì)產(chǎn)生一種失望的感覺(jué)。他把交叉路口稱作“心理動(dòng)力區(qū)”。如果他的理論成立的話，這個(gè)區(qū)域在佛羅伊德心理學(xué)理論中應(yīng)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(lái)。犯事的司機(jī)不久就會(huì)收到罰款單。有的紅綠燈還具備監(jiān)測(cè)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(guó)倫敦。那時(shí)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(zhǔn)備，綠燈則表示通行。其實(shí),用這三色來(lái)作交通訊號(hào)和人的視覺(jué)機(jī)能結(jié)構(gòu)和心理反應(yīng)有關(guān)。我們的視網(wǎng)膜含有桿狀和三種錐狀感光細(xì)胞，。桿狀細(xì)胞對(duì)黃色的光特別敏感，三種錐狀細(xì)胞則分別對(duì)紅光、綠光及藍(lán)光最敏感。由于這種視覺(jué)結(jié)構(gòu)，人最容易分辨紅色與綠色。雖然黃色與藍(lán)色也容易分辨，但因?yàn)檠矍颍瑢?duì)藍(lán)光敏感的感光細(xì)胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。顏色也有活動(dòng)(activity)的含意，要表達(dá)熱或劇烈的話，最強(qiáng)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(xiǎn)，黃色代表警覺(jué)，綠色代表安全。而且，由于紅光的穿透力最強(qiáng)，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不容易看見(jiàn)，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見(jiàn)度比較低，也容易被看見(jiàn)，不會(huì)發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。調(diào)研報(bào)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(guò)觀察和咨詢我們了解到，一般情況下，在正常的車輛通過(guò)時(shí)，四個(gè)方向上紅黃綠交通燈的亮滅是按照一定規(guī)律進(jìn)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(shí)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(dāng)有急救車通過(guò)時(shí)，四面紅燈全亮，只允許急救車通過(guò)，通過(guò)之后又按照之前規(guī)律進(jìn)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(shuō)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(guò)時(shí)另加的兩個(gè)標(biāo)志燈。L0—L7的狀態(tài)由二進(jìn)制位表示，對(duì)應(yīng)燈亮，則為高電平1，燈滅，則為低電平0，所以最終由八個(gè)二進(jìn)制表示各個(gè)方向燈的狀態(tài)，構(gòu)成八位二進(jìn)制控制碼。程序流程圖紅燈延時(shí)20s狀態(tài)2東西黃南北紅開(kāi)始開(kāi)始外中斷初始狀態(tài)下東西南北都是紅燈紅燈延時(shí)20s狀態(tài)2東西黃南北紅開(kāi)始開(kāi)始外中斷初始狀態(tài)下東西南北都是紅燈中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)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(fù)現(xiàn)場(chǎng)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(fù)現(xiàn)場(chǎng)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