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1、交通管理系统的设计（用计算机硬件实验系统完成） 1 设计的主要内容设计编制一个十字路口交通监督与管理系统，用计算机硬件实验系统中的LED和开关模拟实现交通管理要求，基本功能描述如下：1）交通路线分为人行道、干线和支线，人行道有红灯和绿灯，干线和支线有红灯、黄灯和绿灯。 2）人行道由一个按键控制，当人按下按键后，在正常干线和支线的绿灯时间结束后，人行道绿灯亮，干线和支线红灯亮，维持10秒后，人行道红灯亮，干线和支线由以下情况决定。 3）正常情况下只允许干线通车，即干线绿灯亮，支线红灯亮。 4)当支线上有一辆及以上车辆时请设计合理的红黄绿灯变化规则，要求干线由绿灯变红灯规律为：绿灯变为黄灯，持续三
2、秒后，变为红灯；支线的红灯变为绿灯。5)若在支线的绿灯亮25秒期间干线M（大于）4辆车到，则应允许干线车辆通过。此时支线绿变为黄灯，持续3秒后，干线由红变为绿灯。6）当支线绿灯亮了25秒后，支线由绿变为黄灯，持续3秒后，变为红灯；干线有红变为绿灯，即返回正常情况，允许干线的车辆通过。7）当干线由红灯变为绿灯后，必须维持25秒后才能返回第三步。2 任务分工 在这次课程设计过程中我们小组的分工如下：任务负责人方案设计袁 双、李 莫主程序1（交通管理系统）李 莫、袁 双主程序2（交通监督系统）周瑜忻、王志瑜设计报告袁 双、王志瑜程序汇总、调试周瑜忻、李 莫3 优化功能在完成交通管理系统的基本功能的设
3、计以后，我们小组通过讨论，决定加入以下完善和优化功能：1、设计了较为合理的支线红黄绿灯变化规则，当干线转为支线时，若支线来车，计给予支线10秒通行时间，时间到支线通行时间结束；若线持续来车，支线通行时间扩充到10秒（倒计时），直到通行25秒，支线通行结束。2、考虑夜间特殊时段通行，我们设计了干线和支线黄灯闪烁，人行道灯灭：表示车辆慢行，人行道注意路况小心通行。3、扩充干线、支线和人行道交通违规监督功能：在主干线通行的时候，判断支线和人行道是否有人闯红灯，如果有，亮灯警视，并记录支干道闯红灯车辆数量；在支线通行的时候，判断主干线和人行道是否有人闯红灯，如果有，亮灯警视，并记录主干道闯红灯车辆数量
4、；在人行道通行的时候，判断主干道和支干道是否有人闯红灯，如果有，亮灯警视，并记录主干道和支干道红灯车辆数量。4 操作说明 在程序开始运行后，系统的初始状态为干线正常运行，干线绿灯亮，支线和人行道红灯亮。具体操作方式如下：（k1：特殊时段控制键；k2：人行道控制键；k3：支线来车；k4：干线来车；8个二极管代表干线、支线和人行道的红黄绿灯；8段LED显示到计时间） 1、初始状态下，人行道控制键按k2下，则当干线或支线运行结束后转为人行道通行（时间10秒），此时干线、直线红灯亮，人行道黄灯亮。 2、人行道通行结束后，自动转为干线通行，按下k3，代表支线来车，当干线通行25秒结束后干线绿灯灭转黄灯持
5、续3秒后红灯亮，人行道红灯亮，支线绿灯亮。 3、当支线通行第一个10秒内，同时k1 、k3按下代表支线又有持续来车，此时支线通行时间返回扩充到10秒，直到通行满25秒后结束。 4、按下k1代表进入特殊时段，此时干线、支线黄灯闪烁，当同时按下k1 k2 k3 k4代表退出特殊时段。 5、监督功能部分，当主干道亮红灯的时候，按下K2时，支干道警示灯L2亮，按下K3时，L2 L3亮；当支干道亮红灯的时候，按下K1时，主干道警示灯L1亮，按下K3时，L2 L3亮；当人行道亮红灯的时候，按下K1时，主干道警示灯L1亮，按下K2时，L2亮。5 设计方案 根据设计要求，我们采用模块化的编程思路，这样便于分工
6、协作,程序便于调试。 1）主程序1（交通管理系统） 该模块主要是用来实现交通管理系统的逻辑判断功能，包括判断开关、调用相应的子程序，具体的判断逻辑如下：首先循环判断是否特殊时段控制键k1按下，若按下则调用黄灯闪烁子程序；若未按下程序自动调用干线运行程序，在此过程则循环扫描是否有支线和人行道控制开关按下，如没有开关按下则循环调用干线运行程序，如有开关按下则调用对应的子程序。程序统一采用8254可编程硬件延时，A口作为输出控制8段LED显示，B口作为输出控制二极管C口低四位作为输入口控制开关，高四位作为输出口控制8段LED位选。 2）主程序2（交通监督系统）先对十字路口主干道和枝干道红灯信号进行判
7、断，如果红灯亮时，再对主干道和枝干道闯红灯车辆信号进行判断，如果有车辆闯红灯，给与红灯亮的警示信号，并且在LED上记录主干道和枝干道闯红灯数量。6 程序流程图由于我们所设计的交通管理及监督系统的功能模块较多，且主程序以循环扫描支撑，主程序流程图较为复杂，所以我们将主程序与子程序分为两个部分绘制了程序流程图。 （1）主程序1（交通管理）流程图所有灯灭主干道黄灯子程序人行横道通行子程序黄灯闪烁子程序主干道黄灯子程序支路黄灯子程序K2=1?L=0?支路通行子程序主干道黄灯子程序K3=1?K1=1?支路黄灯子程序主干道黄灯子程序人行横道通行子程主干道黄灯子程序主干道黄灯子程序人行横道通行子程K1=1?
8、K2=1?L=0?K2=1?K3=1?K2=1?支路通行子程序主干道通行子程序开始黄灯闪烁子程序 Y N Y Y N Y主干道绿灯,支路红灯,人行道红灯 N 延时1秒 N Y Y N N Y人行横道通行子程序 Y NK2=1? N Y Y 延时1秒 N N Y（2）主程序2（交通监督系统）流程图开始LED是否为A否否否否否否否是是是是亮1，2号灯是否有人闯红灯亮2号灯，LED显示计数是否有车闯红灯人行道是否红灯亮支干道是否红灯亮亮1号灯，LED显示计数是否有车闯红灯主干道是否红灯亮给SI，DI数值表地址显示个位个位是否为零？十位是否为零？个位减1十位减1个位加9，跳出子程序，开始个位SI=5十
9、位DI=2显示十位（3）干线通行子程序流程图 N Y Y N（4）干线黄灯子程序流程图开始LED个位赋值为3十位赋值为0延时1秒显示十位显示个位个位减1个位是否为0否是主干道黄灯亮子程序结束（5）支路黄灯子程序流程图开始LED个位赋值为3十位赋值为0延时1秒显示十位显示个位个位减1个位是否为0否是支干道黄灯亮子程序结束（6）人行横道通行子程序流程图LED个位赋值为0十位赋值为1延时1秒显示十位显示个位十位减1，个位加9个位是否为0否是干道绿灯灯亮比较个位是否为0个位减1是否子程序结束开始7问题总结及心得体会（1）9月6日下午（阅读设计任务，理解设计要求，完成方案设计）：问题：当支线上有一辆及以
10、上车辆时如何设计出合理的红黄绿灯变化规则，小组讨论出现分歧。一种想法为当支线只要有车来（无论车辆多少），当主线通行时间结束，人行道无人，支线就通车25秒；另一种想法为无论支线来车多少，当主线通行时间结束，人行道无人，支线先只给予10秒通行时间，若后续支线又有车来，则通行时间扩充到10秒，直到支线通车25秒就结束通行，若后续支线无车俩来，则支线就只通行10秒后转为主线通行或人行道通行。方案：经过小组讨论一致认为该问题意在设计出合理的支线通行规则，应充分考虑合理性，若选择第一种就有可能造成支线通行时间过长，造成交通时间浪费；而第二种想法就合理的考虑到了支线路况车辆多少的情况，合理的避免了不必要的交
11、通时间浪费。最后一致同意第二种方案。（2）9月10日（优化功能方案设计）（交通监督系统）：问题：我们想设计一个交通违章监督功能：记录并显示干线、支线和人行道上的违章交通情况，由于在设计基础功能时已将实验板上的输入输出口用完，没有多余输出口作为交通违章信息传输口。方案：将基础功能的交通管理系统与优化功能的交通监督系统分别在两块实验板上实现，并将两块实验板联机。将交通管理系统的干线、支线和人行道的输出口引入到交通监督系统的干线、支线和人行道信息输入口。这样交通监督系统从管理系统读到实时的交通信息来判段干线、支线和人行道是否有违章情况。（3）9月13-15日（程序完成，进行调试）：问题1：第一次程序
12、编译链接都成功，调试时实验板完全不能显示，不清楚差错出在实验板还是程序有问题。方案：经过大家认真讨论一致认为实验板未读入程序，说明程序输入输出控制字有误，经检查初始化控制字有误。问题2：调试时实验板LED显示乱码且不稳定，由于程序太长，上时间无法找出程序问题，失误在于，我们在编完各子程序时应分块调试，既是排除错误。方案：将有LED显示的各子程序分块进行调试发现LED的延时显示程序有误，改延时子程序为应用8254可编程硬件延时。 问题3：在统一调试功能时，有些功能一会能实现一会不能实现，不稳定。 方案：逐一检查硬件（导线、插口），最后确定为部分导线插口接触不良。 这次的课程设计，由于我们小组的分
13、工明确而且组员们都十分的认真，所以我们可以较早的完成，我也认识到团队的重要，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。团队设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。因此这次课程设计是我们又一次难得的学习机会！ 自动化学院2007级四班 袁双 20075156在为期两周的课程设计中，我为了完成设计遇到了很多困难。在克服困难的过程中，我对已经学习的知识有了更深入的理解，对一些不是学的很好的知识点也有了更加深入的理解。并且在这种理论联系实际的过程中，对我们已经学习的知识在实际生产中的应
14、用也有了大致的了解。对我的个人的综合能力的提示有很大的帮助。我们组的课程设计题目是交通监督和管理系统。这个课题非常方便和实际相联系。我们在构想我们的系统的时候我们从简单的红绿灯变化联想到了交通管理系统除了信号灯实际情况下还有哪些附属设备，再联想如何实现监督功能。在这个过程中我们集思广议，最后我们的系统由监督系统和管理系统复合组成。并且由我和另外一个同学袁双负责主系统，我负责编译程序，他帮我看并提出意见。并和我讨论如何修改。在交通管理系统的程序的编译的时候，我遇见了相当多的问题。例如怎么让支路通行的过程更加的智能化。最后我联想到我上过的一门课程智能交通。在课上，老师曾经说过一个类似的问题，支路通
15、行的时候给他10秒的时间。如果有车来了，再给他延时几秒。霎时间我想到了怎么做了。我最后让支路通行的时候初始给10秒时间，如果有车来，就把通行时间变成10秒。再另置一个计时器，让他在支路开始通行的时候就计时，如果满了25秒就退出程序并令一个特殊的变量L=0。而且这么做不但程序更加智能、人性化，还解决了支路通行子程序结束后的返回主程序判断它是否是满25秒结束的。除了这个问题之外主干道满25秒之后应该怎么办也让我伤透了脑筋，最后我决定让主干道通行满25秒后，不在倒计时且让信号灯闪烁。提示驾驶员谨慎驾驶。并且做一个大循环不停的检测是否有人按下人行横道开关，支路是否有车来。最后也是我遇见的最麻烦的一件事
16、情，怎么才可以让系统的时间准确。倒计时25秒就真的是25秒。最后我不停在书上寻找，最后找到了一个方法。利用电脑里面自带的8254和8259来做，把0给8254计数器，那么他的计数时间为十八分之一秒。然后给8254一个初始的数18。就可以完成一秒的倒计时了。在这个工作中我遇见的问题，以后工作也有可能遇见，在这种理论联系实际的课程之中，我的能力得到了提升，知识得到了拓宽，对实际问题的思考方式也更加的有逻辑性。 自动化学院2007级四班李 莫 20075023经过这两个星期的课程设计，我从中复习了大三上学习的计算机硬件技术基础，并运用其中的知识设计了十字路口交通灯系统。这两个星期的实习，通过和组员的
17、配合，我们做出了十字路口交通灯的系统，并且对这个系统的功能进行了一个非常富有创造性的添加功能，就是我们用一个板实现了十字路口交通灯的基本功能的同时，用另外一块板实现了对违规车辆和行人的监督功能。在实现功能的过程中，我们遇到了重重困阻，但是团队的力量是强大的，这是我们能够顺利做成这个课程设计的主要因素。每个组员都发挥了重要的作用。在讨论设计的功能如何实现的时候，我们的积极的发挥自己所学习的知识以及丰富的创造能力和灵活的运用所学习的知识，将我们所要实现的功能大体上形成了一个框架。在设计的过程中，困难是难免的。比如在实现每个环节的嵌套的过程中，对第一个环节进行判断以后，没有跳转到下一个环节，结果发现
18、系统只能对主干道的闯红灯进行判断，不能对支干道闯红灯的进行判断，这个问题困扰了很长一段时间，后来才发现自己出了这么一个低级的错误。在调试的时候，无论怎么按键，系统都没有反应，但是看程序是没有错误的，进行单步调试，系统还是毫无反应，结果后来才发现是接线的时候有两条线接反了，才导致了系统无法进行判断。在对违章车辆的显示的时候，在两个数字显示不一样的时候，显示的数字会发生异常，对程序进行了仔细的观察和思考，没有发现任何的不对，进行单步调试的时候才发现，显示LED1的过后，跳转到显示LED5的时候要先显示LED1上的数字然后过一会才回显示LED5应该显示的数字，这样让我不知道是什么问题，后来我问我的组
19、员，他才给我说是要加一个延时程序才能杜绝这种事情的发生，但是延时又不能太长不然会影响显示的速度，但是也不能过短，这样不能解决这个问题。后来加了一个1000的延时才解决了这个问题。通过这次课程设计，我巩固了计算机硬件技术基础的知识，更重要的是我更加感受到了团队合作的重要性，一个人的力量终究是有限的，在一个团队中，团队的力量不单单是每个人能力的综合，而是每个人力量的乘积。 自动化学院2007级四班周瑜析 20075041这次我们负责的是交通灯的题目,当拿到了任务书后,我们仔细分析了题目,然后组员之间仔细讨论了这个题目.后来就需要我们研究如何确定输入输出.很显然开关应该作为输入,小灯作为交通灯应该作
20、为输出.现在主要讨论行车,行人交通灯之间的关系.然后主流交通与支路交通之间的关系. 设计的问题来了：当人行道上有人，支路上有车时，或者支路正在通车，人行道上有人，主干道有大于等于四辆车时，谁的优先权更高。仔细研究过后，再考虑实际的交通情况，再加上题目的要求“当行人按下控制键后，在正常干线或支线绿灯时间结束后，人行道变绿灯”，一致得出结论，行人优先，故在主干或支干通车时都要检测是否有行人键按下。首先要整理出程序的流程图。假设在干线绿灯时，有行人按键，那么在干线绿灯25秒之后应让行人通行，但是在行人通行之后又要返回到干线绿灯。这个时候又有行人按键，支线来车的话，由于刚才设定的人有优先权，那么又是行
21、人通行。于是边有可能造成：干线人行道干线人行道这一循环，致使干线不能通过。还有如有车不按交通灯仔细行车的监管问题.我就是负责交通监管方面的问题。此次设计,我们不仅要判断主干道和支干道以及人行道是否有违规现象,而且还要统计违规车辆的个数。因此此次设计,要涉及很多与硬件相关的知识,比如说最常见的循环延时,还有要值得注意的是确定8255控制字.这个编程序最基础的东西，也是老师在课堂上讲的比较多的。 以前在学习的时候，对这些硬件相关的知识还不是很了解，但在此次实验之后，我有了新的认识和理解，加强了对相关知识的熟悉和了解。并学到了以前不知道的知识。譬如说子程序的调用，8254延时功能的级连，都是我以前都
22、不怎么理解的东西。还有就是中断，我在跟我同学讨论相关知识，还是不怎么明白，感觉很困难。总之，在这次实验之后，我对汇编语言有了新的认识，掌握了大概的程序设计方法，还强化了自己处理实际问题的能力。 自动化学院2007级四班 王志瑜 200751298程序清单.486DATA SEGMENTS DB 09HL DB 05HDISNM DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA
23、 MOV DS,AX MOV DX,20BH ;控制字 MOV AL,81H OUT DX,AL *主程序1（交通管理系统）*T1: MOV CX,1000T100: LOOP T100 MOV DX,20AH ;判断特殊时间黄灯闪烁开关 IN AL,DX AND AL,01H CMP AL,01H JE T10 JMP T11T10: CALL Yellow ;黄灯闪烁子程序T11: CALL LmG ;调用主干道通行子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV DX,20AH ;判断人行开关 IN AL,DX AND AL,02H C
24、MP AL,02H JNE T2 CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL CALL LpG ;调用人行横道通行子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL JMP T1T2: MOV DX,20AH ;判断支线开关 IN AL,DX AND AL,04H CMP AL,04H JNE T40 JE T21T21: CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL CALL LbG ;
25、调用支路通行子程序 CALL LbY ;调用支路黄灯子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV AL,L ;判断支路通行时间是否满25秒 CMP AL,00H JE T3 JMP T1T3: MOV DX,20AH ;判断人行开关 IN AL,DX AND AL,02H CMP AL,02H JNE T1 CALL LpG ;调用人行横道通行子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL JMP T1T40: MOV DX,20AH IN AL,DX AND AL,04H CMP AL,04
26、H JNE T401 CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 CALL LbG ;调用支线通行子程序 CALL LbY ;调用支线黄灯子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV AL,L ;判断支线通行时间是否满25秒 CMP AL,00H JE T3 JMP T1T401: MOV DX,20AH ;判断人行开关 IN AL,DX AND AL,02H CMP AL,02H JNE T402 CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 CALL LpG ;调用人行横道通行子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,
27、0FFH OUT DX,AL JMP T1*延时程序*T402: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXT41: INT 1AH ;读日时钟中断向量 CMP BX,DX JE T42 MOV AL,32H ;主干道绿灯,支路红灯,人行道红灯 MOV DX,209H OUT DX,AL MOV DX,20AH ;判断特殊时间黄灯闪烁开关 IN AL,DX AND AL,01H CMP AL,01H JE T411 JMP T41
28、T411: CALL Yellow ;黄灯闪烁子程序 JMP T1T412: JMP T41T42: MOV DX,20AH ;判断支线是否来车 IN AL,DX AND AL,04H CMP AL,04H JNE T421 CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 CALL LbG ;调用支线通行子程序 CALL LbY ;调用支线黄灯子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV AL,L ;判断支线通行时间是否满25秒 CMP AL,00H JE T3 JMP T1T421: MOV DX,20AH ;判断人行开关 IN AL,DX
29、AND AL,02H CMP AL,02H JNE T422 CALL LmY ;调用主干道黄灯子程序 CALL LpG ;调用人行横道通行子程序 MOV DX,208H ;显示LED清除 MOV AL,0FFH OUT DX,AL JMP T1T422: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXT43: INT 1AH CMP BX,DX JE T40 MOV AL,00H ;所有灯灭 MOV DX,209H OUT DX,A
30、L JMP T43*特殊时段子程序*Yellow PROC NEAR ;黄灯闪烁子程序Y0: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXY1: INT 1AH ;读日时钟 CMP BX,DX JE Y2R1: MOV DX,209H ;主干道黄灯,支路黄灯,人行横道灯灭 MOV AL,48H OUT DX,AL MOV DX,20AH ;判断是否退出特殊时段 IN AL,DX AND AL,0FH CMP AL,0FH JE R3
31、 JMP Y1Y2: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXY3: INT 1AH ;读日时钟 CMP BX,DX JE Y0R2: MOV DX,209H ;所有灯灭 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,20AH ;判断是否退出特殊时段 IN AL,DX AND AL,0FH CMP AL,0FH JE R3 JMP Y3R3: RET Yellow ENDP*干线通行子程序*LmG PROC NEAR
32、;主干道通行子程序 LEA SI,DISNM ADD SI,5 LEA DI,DISNM ADD DI,2K0: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXK1: INT 1AH CMP BX,DX JE K2K12: MOV CX,1000K120: MOV AL,DI ;显示十位数 MOV DX,208H OUT DX,AL MOV AL,10H MOV DX,20AH OUT DX,AL LOOP K120 MOV CX,1
33、000K121: MOV AL,SI ;显示个位数 MOV DX,208H OUT DX,AL MOV DX,20AH MOV AL,20H OUT DX,AL LOOP K121 MOV AL,32H MOV DX,209H OUT DX,AL JMP K1 K2: LEA BX,DISNM ;判断个位是否为零 CMP BX,SI JE K3 DEC SI ;个位减1 JMP K0K3: LEA BX,DISNM ;判断十位是否为零 CMP DI,BX JE K4 DEC DI ;十位减1 ADD SI,9 ;个位加9 JMP K0K4: RET LmG ENDP*干线黄灯闪烁子程序*LmY PROC NEAR ;主干道黄灯子程序 LEA SI,DISNM ;LED个位数为3 ADD SI,3 LEA DI,DISNM ;LEC十位数为0Q5: MOV AL,36H ;8254可编程硬件延时1s OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT 40H,AL OUT 40H,AL MOV AH,0 INT 1AH ADD DX,18 MOV BX,DXQ6: INT