【1. 实验目的和要求】
（1）掌握定时器/计数器原理及其应用；
（2）了解航标灯控制要求；
【2. 实验工具与软件】
计算机、Keil uVision4集成开发环境、Proteus 8 Professional仿真软件
【3.主要原理和方法步骤】
（1）任务说明
?
拨码状态1 状态2 状态3
亮暗亮暗亮暗
0 全亮
1 0.5S 1.5S 0 0 0 0
2 0.5S 0.5S 0.5S 3.5S 0 0
3 0.5S 1S 0.5S 1S 0.5S 2.5S
?
?要求：通过光敏电阻采集光照度，白天灯熄灭，黑夜灯按照上表闪烁。
（2）仿真电路原理图
（3）程序流程图
（4）实例代码及注释分析
#include "reg51.h"
#define COUNT_50MS 500 //focs=12MHz T=1us 50ms gcd:50ms的倍数
#define D_OPEN 1 //开灯
#define D_CLOSE !D_OPEN //关灯
sbit D = P0 ^ 0; //灯输出控制，高电平有效
sbit OPCON = P1 ^ 2; //光照检测，低电平有效(晚上)
sbit Key0 = P1 ^ 0;
sbit Key1 = P1 ^ 1;
unsigned int State[6];
struct IALA //结构体类型声明1
{ unsigned char gcd; //各时间间隔最大公约数
unsigned char state[6]; //无符号字符型时间常数
};
struct IALA code IALA4[4] = { //结构体全局变量定义，code：常数
{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
{10, 1, 3, 0, 0, 0, 0},
{10, 1, 1, 1, 7, 0, 0},
{10, 1, 2, 1, 2, 1, 5}};
void T0_Init(void) //T0_初始化函数
{
TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x01;
TH0 = (65536 - COUNT_50MS) / 256;
TL0 = (65536 - COUNT_50MS) % 256;
ET0 = 1; //中断使能
EA = 1;
TR0 = 1; //T0启动
}
//T0_ISR程序
unsigned int it = 0;
void T0_ISR(void) interrupt 1
{
unsigned char j;
TH0 = (65536 - COUNT_50MS) / 256;
TL0 = (65536 - COUNT_50MS) % 256;
if(OPCON==0) //黑夜、暗照度
{
it++;
for(j = 0; j < 6; j++)
{ if(it == State[j])
D = (j % 2) ? D_OPEN : D_CLOSE; //判断是开灯还是关灯状态
}
if(it >= State[5])
{
it = 0;
}
}
else
D = 0;
}
unsigned char GetKey()//按键判断
{
unsigned char key;
if(Key1 == 0 && Key0 == 0)
key = 0;
else if(Key1 == 0 && Key0 == 1)
key = 1;
else if(Key1 == 1 && Key0 == 0)
key = 2;
else if(Key1 == 1 && Key0 == 1)
key = 3;
return(key);
}
void main(void)
{
unsigned char key, pre_key = 0, i;
unsigned int sum;
T0_Init();
D = 1;
while(1)
{
key = GetKey(); //获取key1、Key0特征码
if(key != pre_key) //若有新的按键，载入控灯时间
{
sum = 0;
for(i = 0; i < 6; i++)
{
sum = sum + IALA4[key].gcd * IALA4[key].state[i];
State[i] = sum;
}
}
pre_key = key;
}
}
【4. 数据记录】
（1）点击运行开始仿真按键时，若将灯泡点亮模拟白天的情况，则无论将拨码开关调到什么状态，发光二极管均处于熄灭状态，如下图所示：
（2）将灯泡熄灭模拟夜晚的情况，并将拨码开关调到拨码0，发光二极管将处于全亮状态，如下图所示：
（3）将灯泡熄灭模拟夜晚的情况，并将拨码开关调到拨码1，发光二极管以亮0.5S、灭1.5S闪烁显示，如下图所示：
（4）将灯泡熄灭模拟夜晚的情况，并将拨码开关调到拨码2，发光二极管以亮0.5S、灭0.5S、亮0.5S、灭3.5S闪烁显示，如下图所示：
（5）将灯泡熄灭模拟夜晚的情况，并将拨码开关调到拨码3，发光二极管以亮0.5S、灭1S、亮0.5S、灭1S、亮0.5S、灭2.5S闪烁显示，如下图所示：
【5. 实验思考与小结】
通过本次实验，我了解了定时器的各种工作方式和定时器/计数器的使用和编程方法，为进一步学习打下基础。还了解了怎么去控制航标灯，通过寻找时间周期的公倍数，将发光二极管根据不同的亮灭时间要求进行闪烁，通过示波器可以让我们很清楚的看出实验效果，同时也可以利用示波器为我们找出实验中的错误；以及怎么去设计电路，通过光敏电阻来模拟白天和夜晚，本次实验让大开眼界，收获颇多，希望在以后的实验中能有更多的收获！
评语：
教师：
日期：
FPGA 实现交通灯控制系统的设计 一、实验目的与要求 掌握用FPGA 可编程逻辑器件实现交通灯控制系统的基本功能的设计方法。 熟悉交通灯控制系统的ASM 图和状态转换图的设计方法。 二、实验原理 1、设计要求 设计一个十字路口主干道和支干道的交通灯控制系统，其示意图如图1－1所示。 主干道 支干道 主干道 支干道 (a) 交通灯干道示意图 (b) 交通灯控制框图 图1－1 交通灯控制示意图 其功能要求如下:(1)支干道两边安装传感器S ，要求优先保证主干道的畅通。主干道绿灯亮、支干道红灯亮，并且主干道绿灯亮的时间不得少于60秒。(2)主干道无车，支干道有车时，则主干道红灯亮、支干道绿灯亮。但支干道绿灯亮的时间不得超过30秒。(3)主干道或支干道绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟。 2、系统组成框图 根据上述功能要求，设计的交通灯控制系统组成框图如图1－2所示。其中定时器向控制器发出定时信号T L (主干道绿灯亮60秒)、Ts(支干道绿灯亮30秒)和T Y (黄灯亮5秒)，如果定时时间到，则控制器向定时器发出状态转换信号S T ，定时器清零，准备重新计数。译码电路在控制器的控制下，改变红、绿、黄交通灯的显示。
时钟 1－2 交通灯控制系统组成框图 3、画ASM图 设HG、HY、HR分别表示主干道绿灯、黄灯、红灯；FG、FY、FR分别表示支干道绿灯、黄灯、红灯。T L为主干道绿灯亮的最短时间，不少于60秒；T S为支干道绿灯亮的最长时间，不多于30秒。T Y为主干道或支干道黄灯亮的时间为5秒。定时器分别产生60秒、30秒、5秒三个定时时间，向控制器发出定时时间已到信号，控制器根据定时器及传感器的信号，决定是否进行状态转换。如果肯定，则控制器发出状态转换信号S T，定时器开始清零，准备重新计时。 设交通灯控制器的控制过程分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别用S0、S1、S2和S3表示： S0状态：主干道绿灯亮支干道红灯亮，此时若支干道有车等待通过，而且主干道绿灯已亮足规定的时间间隔T L，控制器发出状态转换信号S T，输出从状态S0转换到S1。 S1状态：主干道黄灯亮，支干道红灯亮，进入此状态，黄灯亮足规定的时间间隔T Y时，控制器发出状态转换信号S T，输出从状态S1转换到S2。 S2状态：支干道绿灯亮，主干道红灯亮，若此时支干道继续有车，则继续保持此状态，但支干道绿灯亮的时间不得超过T S时间间隔，否则控制器发出状态转换信号S T，使输出转换到S3状态。 S3状态：支干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时状态与S1状态持续的时间间隔相同，均为T Y，时间到时，控制器发出S T信号，输出从状态S3回到S0状态。 对上述S0、S1、S2和S3四种状态按照格雷码进行编码分别为00、01、11和10，由此得到交通灯控制系统的ASM图如图1－3所示。设系统的初始状态为主干道绿灯亮、支干道红灯亮，用S0状态框表示。当S0状态持续时间T L大于等于60秒，并且支干道有车等待通过，传感器S=1时，此时满足判断框中的T L·S=1条件，系统控制器发出状态转换信号S T，由条件输出框表示，同时系统从状态S0转到主干道黄灯亮、支干道红灯亮的S1状态。依此类推得出1－3所示的ASM的图。
交通控制器设计实验 一．实验目的 1．了解交通灯的亮灭规律。 2．了解交通灯控制器的工作原理。 3．进一步熟悉VHDL语言编程，了解实际设计中的优化方案。二．实验任务 设计一个十字路口交通控制系统，其东西，南北两个方向除了有红、黄、绿灯指示是否允许通行外，还设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间，绿灯，黄灯，红灯的持续时间分别是40、5和45秒。当东西或南北两路中任一道上出现特殊情况，例如有消防车，警车要去执行任务，此时交通控制系统应可由交警手动控制立即进入特殊运行状态，即两条道上的所有车辆皆停止通行，红灯全亮，时钟停止计时，且其数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，管理系统恢复原来的状态，继续正常运行。 三．原理分析 本系统主要由计数控制器和倒计时显示器电路组成。计数控制器实现总共90秒的计数，90秒也是交通控制系统的一个大循环；控制器控制系统的状态转移和红黄绿灯的信号输出；倒计时显示器电路实现45秒倒计时和显示功能。整个系统的工作时序受控制器控制，它是系统的核心。 控制器的整个工作过程用状态机进行描述，其状态转移关系如下图所示。五种状态描述如下： s0：东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，此状态持续40秒的时间； s1：东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮，此状态持续5秒的时间；
s2：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此状态持续40秒的时间； s3：东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮，此状态持续5秒的时间； s4：紧急制动状态，东西方向红灯亮，南北方向红灯亮，当紧急制动信号有效（hold=’0’）时进入这种状态。 当紧急制动信号无效（hold=’1’）时，状态机按照s0→s1→s2→s3→s0循环；当紧急制动有效（hold=’0’）时，状态机立即进入s4，两个方向红灯全亮，计数器停止计数；当紧急制动信号再恢复无效时，状态机会回到原来的状态继续执行。 四．电路设计 交通控制器系统顶层原理图如下图所示，它由计数控制器（control），45秒倒计时计数器（M45）模块组成。下面主要介绍计数控制器和倒计时计数器M45的设计方法。
实验一发光二极管流水灯实验 一、实验目的： 1.通过AT89C51单片机控制8个发光二极管，八个发光二极管分别接在单片机的P0.0－P0.7接口上，输出“0”时，发光二极管亮。开始时P0.0→P0.1….→P0.7，实现亮点以1HZ频率循环移动。 2.用PROTEUS 设计，仿真以AT89C51为核心的发光二极管流水灯实验装置。 3.掌握发光二极管的控制方法。 二、PROTEUS电路设计： 三、程序部分 #include
实验二开关控制LED数码管实验 一、实验目的： 1.通过AT89C51读入4位开关K1、K2、K3、K4的输入状态，并按照二进制编码关系0-F输出到数码管显示。（如K4K3K2K1全部按下，则显示F；若只有K2按下，则显示2。） 2.掌握LED数码管的静态显示。 3.掌握I/O口的控制方法。 二、PROTEUS电路设计：
三、程序部分 #include
微机原理课程设计报告 新疆农业大学 计算机与信息工程学院 课程题目：微机原理与几口技术 班级：电科112 指导老师：张婧婧 姓名：刘建国 学号：114633222
基于8086的交通信号控制器的设计报告摘要： 这次课程设计，我们的任务是：基于8086的交通信号控制器的设计。8086系统是我们这个学期学习的主线方向，我们将在8086系统的基础上完成交通信号控制器的设计，其具体功能是：1.显示十字路口东西、南北2个方向的红、黄、绿的指示状态。2.实现正常的倒计时功能。用2组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，显示时间为红灯30s，绿灯50s，黄灯5s。3.按S1键能实现特殊的功能，显示倒计时的2组数码管闪烁，计数器停止计数并保持在原来的状态；东西、南北路口均显示红灯状态；特殊状态解除后能继续计数。4.按S2键实现总体清零功能。计数器由初始状态计数，对应的指示灯亮。 关键词：8086系统 74154 74HC373 8255A LED交通灯
(一) 1) 设计目的 交通信号控制灯是日常交通不可缺少的工具，涉及到人们的人生和财产安全，在道路行驶上起了相当关键的作用，因而设计交通信号控制灯是非常有意义的。同时我们这次设计的课题就是“基于8086交通信号控制器的设计”，基于以上目的，我利用一周时间精心设计出课题要求的交通灯。 2) 设计思想 在此次设计过程中，我们选择了数码管、发光二极管、74LS138、74LS373、8255A和8086来控制实现交通灯按设计要求工作。 3）硬件部分 1、LED设计说明: 用LED作为倒计时时间的显示器，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，LED是发光二极管属于二极管的一种,LCD是液晶显示器,两者相差太多.但是用LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分辨率较低，LED与LCD具体比较如下图 表1-1：LCD与LED的比较 2、8255设计说明: 用8255A可编程并行接口芯片的A、B、C三口作为红、绿、黄交通灯的控制输入口。8255有三个并行输入输出口，可以方便的对三种颜色的交通灯进行很好的控制。解决方案是：PB0~PB7接模拟灯二极管，PA0~PA7接7段二极管的段选，PC0~PC3接7段二极管的位选，PC4~PC7与开关相连，处理器芯片集成芯片卡PCI卡连接，用于完成硬件方面的实验正常通信。其芯片比较说明:如下表： 表1-2：8255A与8251芯片的比较
流水灯实习报告 一、实验原理 单片机通过P0口连接锁存器74ls273，P0同时作为低八位地址，实验板内P2口连接74ls138，任意一个输出连接74ls273片选，再将74ls273接八个LED 灯，通过软件控制对74ls273送入显示数据就可以按要求显示了。 二、硬件原理图 三、实验程序 ORG 00H AJMP START ORG 001BH AJMP INT ORG 0100H START: MOV SP,#60H MOV TMOD,#10H MOV TL1,#00H MOV TH1,#4CH MOV R0,#00H MOV R1,#20 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA
INT: PUSH ACC PUSH PSW PUSH DPL PUSH DPH CLR TR1 MOV TL1,#B0H MOV TH1,#3CH SETB TR1 DJNZ R1,EXIT MOV R1,#20 MOV DPTR,#DATA MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#8000H Movx @DPTR,A INC R0 ANL 00,#07H EXIT: POP DPH
POP PSW POP ACC RETI DATA: DB 05H,0AH,50H,0A0H,55H,0AAH,0FFH,0H END 四、实验功能 以实验机上74LS273做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使开机后第一秒钟L1,L3亮,第二秒钟L2,L4亮,第三秒钟L5,L7亮,第四秒钟L6,L8亮,第五秒钟L1,L3,L5,L7亮,第六秒钟L2,L4,L6,L8亮,第七秒钟八个二极管全亮,第八秒钟全灭,以后又从头开始,L1,L3亮,然后L2,L4亮……一直循环下去. 五、实验总结 通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。而安排课程设计的基本目的，是在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟和领悟力。 尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。课程设计促进了我
实验三流水灯控制实验 姓名专业通信工程学号成绩 一、实验目的 1.掌握Keil C51 软件与protues软件联合仿真调试的方法； 2.掌握如何使用程序与查表等方法实现流水效果； 3.掌握按键去抖原理及处理方法。 二、实验仪器与设备 1. 微机1台 2. Keil C51集成开发环境 3. Proteus仿真软件 三、实验内容 1.用Proteus设计一流水灯控制电路。利用P1口控制8个发光二级管L1—L8。P3.3口接一按 键K1。参考电路如下图所示。其中74LS240为八反响三态缓冲器/线驱动器。 2.用中断或查询方式编写程序，每按动一次K1键，演示不同的流水效果。若用KEY表示按键的 次数，则其对应的流水效果如下： ① KEY=0： L1-L8全亮； ② KEY=1： L1-L8先全灭，然后自右向左单管点亮，如此循环； ③ KEY=2： L1-L8先全灭，然后自右向左依次点亮，如此循环； ④ KEY=3： L1-L8先全亮，然后自左向右依次熄灭，如此循环； ⑤ KEY=4： L1-L8先全灭，然后整体闪烁，如此循环； ⑥ KEY=5：自行设计效果。 以上移位及闪烁时间间隔均设置为0.3秒，按动5次按键后，再按键时，流水效果从头开始循环。 四、实验原理 1.按键去抖原理：通常按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号 波形如下图所示。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5～10ms。按键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除按键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。常用软件方法去抖动，即检测到按键闭合后执行一个5～10ms延时程序；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后，也要给5～10ms的延时，待后延抖动消失后，才能转入该键的处理程序。 2.74LS240：八反相三态缓冲器/线驱动器 引脚排列图：
交通灯控制电路 摘要 在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的，可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。当然我们每个人都不希望这样。我们作为社会的一员，每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能及的事情。我设计的这个交通控制系统可以通过交通灯控制东西方向车道和南北方向车道两条主次交叉道路上的车辆交替运行,用以减少交通事故的发生概率。并且经过这次实验使得我对电子技术课程内容的理解和掌握有了更深一层的认识，也学会使用半导体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力，也为将来的就业或继续深造做好准备。 一、任务 在城市道路上的交叉路口一般设置有交通灯，用于管理两条道路通行车辆。现有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆安全通行。指挥车辆安全通行。 设计要求 1、基本要求 （1）设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。 主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。支干道 通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。 （2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟。此时另一路口红灯也不变。 （3）黄灯亮时，要求黄灯闪烁，频率为1Hz。 2、发挥部分 要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。 二、设计方案选取与论证 1、所选方案的理由：本设计的交通灯控制电路是综合运用了74LS192芯片、7474芯片和NE555芯片等的集成电路。根据任务要求，用单片机或分立组件来实现是比较容易的，但是由于要求不能使用单片机设计，因此使用数字电路课程里学过的知识，运用它们来设计分析电路。即使用分立组件来实现。 2、方案的可行性、优缺点
一、用中规模器件设计交通灯控制器 一、任务要求 1）通过数字电路的设计，在面包板上模拟交通红绿灯。要求分主干道和支干道，每条道上安装红（主R,支r）绿（主G，支g）黄（主Y，支y）三种颜色的灯，由四种状态自动循环构成（G、r→Y、r→R、g→R、y）; 2）在交通灯处在不同的状态时，设计一计时器以倒计时方式显示计时，并要求不同状态历时分别为：G、r:30秒；R、g:20秒；Y、r,R、y:5秒。 二、总体方案 三、单元电路设计 1）主控电路 在设计要求中要实现四种状态的自动转换，首先要把这四种状态以数字的形态表示出来。因2*2=4,所以可以两位二进制数表示所需状态（00—G、r, 01—Y、r, 10—R、g, 11—R、y）,循环状态：（00—10—11—01—00） 数字电路课程中介绍的计数器就是通过有限几个不同状态之间的循环实现不同模值计数，由此可以尝试设计一模值为4的计数器，其输出（代表不同状态）既可以循环转换，而且能够控制其他部分电路。在课程设计中本人利用74LS74（双上升沿D触发器）设计模4计数器作为主控部分电路。 主控电路图如下:
红绿灯显示电路接线如下: 4）计时部分电路 a)计时器状态产生模块： 设计要求对不同的状态维持的时间不同，而且要以十进制倒计时显示出来。限于实验 室器材本人采用两个74LS161完成计时器状态产生模块设计。 设计思路： 要以十进制输出，而又有一些状态维持时间超过10秒，则必须用两个74LS161分别 产生个位和十位的数字信号。显然，计数器能够完成计时功能，我们可以用74LS161设计， 并把它的时钟cp接秒脉冲。74LS161计数器是采用加法计数，要想倒计时，则在74LS161 输出的信号必须经过非门处理后才能接入数码管的驱动74LS48，而在显示是最好以人们 习惯的数字0---9显示计时，故在设计不同模值计数器确定有效状态时，本人以0000，0001，0010-----1111这些状态中靠后的状态为有效状态。 例如：有效状态1011—1100—1101—1110—1111 取反0100—0011—0010—0001—0000即4------3------2-------1------0实现模5的倒计时。 在将74LS161改装成其他模值时既可以采用同步清零法，也可采用异步置数法，但 0000不可能为有效状态，所以采用异步置数法完成不同模值转化的实现。 首先对控制个位输出的74LS161设计： 按要求对系统的状态不同，即红绿灯的状态不同，个位的进制也就要求不同。本人利 用系统的状态量Q 2、Q 1 控制74LS161的置数端D 3 D 2 D 1 D 。当系统处在G、r或R、g状态时， 个位的进制是十（模10），即逢十进一，当系统处在Y、r或R、y状态时，个位的进制是 五（模5），即逢五进一，模10时，有效状态为0110-----1111，置D 3D 2 D 1 D 为0110，模5
彩灯控制器 一、设计内容及要求： 设计一个彩灯控制器，要求： 1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4次。 二、总体框图 图（1）总体框图 根据设计要求，电路设计大体思路如下： 由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制彩灯按照设计要求实现亮灭。 三、选择器件 本次课程设计所用器件如表一： 表一本次课程设计所用器件
1.同步二进制计数器74LS163 表二7-3 74LS163功能表 根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能：
管脚图逻辑符号 1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发 2)2既可同步清除，也可异步清除。同步清除时，清除信号的低电平将在下一个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低 电平。异步清除时，直接用清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。 3)3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据.当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在 CP作用下，进行正常计数。 4)PT任一为低时，计数器处于保持状态。 5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。 2．四位双向移位寄存器74LS194 74LS194内部原理图 74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。 1）从图1中74LS194的图形符号和引脚图分析。SRG4是4位移位寄存器符号，D0~D3并行数据输入端、D SL左移串行数据输入端、D SR右移串行数据输入端、S A（M0）和S B （M1）（即9脚和10脚）工作方式控制端分别接电平开关，置1或置0，CP 时钟输入端接正向单次脉冲，清零端接负向单次脉冲，Q0~Q3输出端。 表三逻辑符号逻辑框图
交通灯设计实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
目录 目录----------------------------------------------------------------第一页实验目的----------------------------------------------------------第二页系统设计----------------------------------------------------------第三页安装调试----------------------------------------------------------第七页元器件及清单----------------------------------------------------第九页心得体会------------------------------------------------------------第十页参考文献---------------------------------------------------------第十一页
一、实验目的 1.设计交通信号灯控制逻辑电路。 二、相关知识 1)十字路口的交通灯指挥着人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥是城市交通管 理现代化的重要课题。通常红灯（R）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮，表示停车；绿灯（G）亮，表示该条道路允许通行。 2)本实验要利用proteus设计仿真实现一个十字路口的交通灯控制系统，与其他控制系 统一样，本系统划分为控制器和受控电路两部分。控制器使整个系统按设定的工作方式交替指挥车辆及行人的通行，并接收受控部分的反馈信号，决定其状态转换方向及输出信号，控制整个系统的工作过程。 三、实验任务 a)满足图1所示的顺序工作流程。图中设南北方向的红，黄，绿灯分别为 NSR,NSY,NSG，东西方向的红，黄，绿灯分别EWR,EWY,EWG。他们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。 b)应满足两个方向的工作时序；即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄绿灯时间之 和；南北方向亮红灯时间等于东西方向亮黄，绿灯时间之和。时序公作流程图如图2。假设每个单位为4s，则南北，东西方向绿，黄，红灯亮时间分别为20s,4s,24s，一次循环为48s。其中红灯亮的时间是绿灯，黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。 c)其中路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观的把握时间。具体为：当某 方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到“0”，十字路口红绿灯交换，一次工作循环结束，然后进入下一步另一方向的工作循环。 d)可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。
嵌入式系统应用 实验报告 姓名： 学号： 学院： 专业： 班级： 指导教师：
实验1、流水灯实验 1.1实验要求 编程控制实验板上LED灯轮流点亮、熄灭，中间间隔一定时间。 1.2原理分析 实验主要考察对STM32F10X系列单片机GPIO的输出操作。 参阅数据手册可知，通过软件编程，GPIO可以配置成以下几种模式： ◇输入浮空 ◇输入上拉 ◇输入下拉 ◇模拟输入 ◇开漏输出 ◇推挽式输出 ◇推挽式复用功能 ◇开漏式复用功能 根据实验要求，应该首先将GPIO配置为推挽输出模式。 由原理图可知，单片机GPIO输出信号经过74HC244缓冲器，连接LED灯。由于74HC244的OE1和OE2都接地，为相同电平，故A端电平与Y端电平相同且LED灯共阳，所以，如果要点亮LED，GPIO应输出低电平。反之，LED灯熄灭。 1.3程序分析 软件方面，在程序启动时，调用SystemInit()函数（见附录1），对系统时钟等关键部分进行初始化，然后再对GPIO进行配置。 GPIO配置函数为SZ_STM32_LEDInit()（见附录2），函数中首先使能GPIO 时钟： RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIO_CLK[Led], ENABLE); 然后配置GPIO输入输出模式： GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP； 再配置GPIO端口翻转速度：
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz； 最后将配置好的参数写入寄存器，初始化完成： GPIO_Init(GPIO_PORT[Led], &GPIO_InitStructure)。 初始化完成后，程序循环点亮一个LED并熄灭其他LED，中间通过Delay()函数进行延时，达到流水灯的效果（程序完整代码见附录3）。 实验程序流程图如下： 硬件方面，根据实验指南，将实验板做如下连接： 1.3实验结果
实验：交通灯设计 一、设计任务及要求： 设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。要求： （1）交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间； （2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间； （3）主干道上的绿灯时间为40秒，支干道的绿灯时间为20秒； （4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。 主干道 图1 路口交通管理示意图 设计要求： （1）采用VHDL语言编写程序，并在QuartusII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。 （2）编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程及测试结果。 二、设计原理 1、设计目的： 学习DEA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制 2、设计说明
（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路 在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。 因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。 模块说明： 系统输入信号： Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号； 系统输出信号： full：产生每秒一个脉冲的信号； （2）第二模块：计数秒数选择电路 计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。 模块说明： 系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1HZ的时钟脉冲信号； 系统输出信号：tm：产生显示电路状态转换信号 tl：倒计数值秒数个位变化控制信号 th：倒计数值秒数十位变化控制信号 （3）第三模块：红绿灯状态转换电路 本电路负责红绿灯的转换。 模块说明： 系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号； tm: 接收计数秒数选择电路状态转换信号； 系统输出信号：comb_out: 负责红绿灯的状态显示。 （4）第四模块：时间显示电路 本电路负责红绿灯的计数时间的显示。 模块说明： 系统输入信号：tl：倒计数值秒数个位变化控制信号； th：倒计数值秒数十位变化控制信号； 系统输出信号：led7s1: 负责红绿灯的显示秒数个位。 led7s2：负责红绿灯的显示秒数十位。 三、设计方案
北京科技大学微型计算机原理实验报告 学院：____自动化学院________________ 专业、年级：_自动化1101_ ______________ 姓名：__廖文骏_ ________________ 学号：_ 20111002124 ____________ 指导教师：___ _____王粉花____________ 2013年12 月
综合实验一 按键控制流水灯实验（查询方式）实验学时：2学时 一、实验目的 1．掌握ATmega16 I/O口操作相关寄存器 2．掌握CodeVision AVR软件的使用 3. 复习C语言，总结单片机C语言的特点 二、实验内容 1. 设计一个简单控制程序，功能是8个LED逐一循环发光0.5s，构成“流水灯”。 2. 用两个按键K1和K2控制流水灯（中断方式）： （1）当按下K1时，流水灯从左向右流动； （2）当按下K2时，流水灯从右向左流动。 三、实验所用仪表及设备 硬件：PC机一台、AVR_StudyV1.1实验板 软件：CodeVision AVR集成开发软件、SLISP下载软件 四、实验原理 ATmega16芯片有PORTA、PORTB、PORTC、PORTD（简称PA、PB、PC、PD）4组8位，共32路通用I/O接口，分别对应于芯片上32根I/O引脚。所有这些I/O口都是双（有的为3）功能复用的。其中第一功能均作为数字通用I/O接口使用，而复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USRAT、I2C和SPI串行通信、模拟比较、捕捉等应用。这些I/O口同外围电路的有机组合，构成各式各样的单片机嵌入式系统的前向、后向通道接口，人机交互接口和数据通信接口，形成和实现了千变万化的应用。 每组I/O口配备三个8位寄存器，它们分别是方向控制寄存器DDRx，数据寄存器PORTx，和输入引脚寄存器PINx（x=A\B\C\D）。I/O口的工作方式和表现特征由这3个I/O口寄存器控制。 AVR通用I/O端口的引脚配置情况：
青 岛 科 技 大 学 微机原理与接口技术综合课程设计（报告） 题 目 __________________________________ 指导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________ _______________________________院（部）____________________________专业________________ 班 ______年 ___月 ___日 直流电机控制综合实验 周艳平 宋雪英 01 信息科学技术学院 计算机科学与技术0961 2012 12 27
摘要 (2) 1、单片机概述 (2) 2、仿真软件介绍 (2) 3、需求分析 (2) 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计要求 (3) 三、实验内容 (3) 1、设计任务与要求 (3) 2、系统分析 (3) 1）.硬件电路设计(画出原理图、接线图) (4) 2）软件框图 (5) 3、用keil建项目流程 (7) 4、程序清单 (7) 4、系统调试 (9) 四、设计总结(结论) (10)
摘要 近年来，随着电子技术和微型计算机的发展，单片机的档次不断提高，起应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到广泛的应用、成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。而AT89C51就是其中一种，它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMO8位微处理器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。本课程设计介绍一种LED小灯控制系统的设计方法，以单片机作为主控核心，与按键、排阻、电阻、电容等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED灯进行控制。能够通过按键控制8个LED小灯从左到右依次点亮。 关键字：单片机、LED流水灯 1、单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微 型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处 理器、存储器和I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合， 便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它 们的CPU 功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。 2、仿真软件介绍 （1）.Keil uv3 运行Keil uv3 新建工程：菜单“Preject->New Preject”，保存为*.uv2，选择芯片型号，copy否 新建文件：菜单“File->New”，保存为*.c，编写程序 将源文件添加到工程：在左侧project workspace的source group1点右键选择addfile加入*.c 设置工程：点菜单栏上的，选Target，设晶振值；选Output，点create Hex file以生成少些文件；选Debug，选择软件仿真（simulator）或硬件仿真(Keil Monitor)方式。 编译链接：点菜单栏上的进行编译，或点菜单栏上的进行编译链接，或点菜单栏上的进行重新编译链接，或点菜单栏上的停止编译。 编译链接后生成*.hex文件，可烧写到单片机。 (2).Proteus 使用Proteus仿真 点击单片机，在Program Files处选择*.hex文件，OK，进行仿真 RESPACK--8 排阻，就是好多电阻连载一起，有一个公共端，1端为公共端接VCC（上拉）或地（下拉） 一般接在51单片机P0口，因P0口内没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。 3、需求分析
课程设计论文 题目：交通灯定时控制系统的设计、制作 学院： ____ 专业： ____ 学号： _____ 姓名： ________ 指导教师： _________ 完成日期：
设计任务书 在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。 设计一个十字路口的交通灯定时控制系统，基本要求如下： （1）甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次 通行时间都设为 25 秒。 （2）每次绿灯变红灯时，黄灯先亮 5 秒钟，才能变换运行车道。 （3）黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 选做扩展功能： （4）十字路口有数字显示灯亮时间，要求灯亮时间以秒为单 位作减计数； （5）要求通行时间和黄灯亮的时间均可在 0~99s 内任意设定。
目录 一、交通灯设计原理?????????????????? 4 二、单元电路的设计????????????????? (8) 1、秒脉冲发生器?????????????????..8 2、定时器???????????????????.? ..9 3、控制器?...??????????????????..11 4、译码器?????????????????...?? ..14 5、显示部分?????????????????? (16) 6.整个交通灯控制系统的布局??????????? (17) 三、仿真过程与效果分析 (17) 四、元器件清单 (19) 五、体会总结 (20) 六、参考文献 (21) 七、附录
单片机实验报告 姓名： 学号： 一、 实验实现功能： 1：计数器功能 2：流水灯 二、 具体操作： 1、计数器功能 数码管的动态显示。每按一次K2键计数器加1通过数码管显示出来，计数器可以实现从0计数到9999。 2、流水灯 当在计数器模式下的时候按下K3键时程序进入跑马灯模式，8个小灯轮流点亮每次只点亮一个，间隔时间为50ms 。 三、 程序流程图 开始 定时器T0 设置初值，启动定时器， 打开中断 复位 Key2按下 中断关闭 计数器模式 计数器加1 Key3按下 流水灯模式 数码管显示数字加1 跑马灯点亮间隔50ms Key1按下中断打开
四、程序 #include
红绿灯实验报告 上海交通大学材料科学与工程学院 实验目的： 通过Labview程序设计做出十字路口红绿灯的计算机模拟。 程序原理： 整体思路： 用户将纵向红灯时间t纵红、纵向黄灯时间t纵黄、纵向绿灯时间t纵绿输入完毕后，程序会将这三段时间相加作为一个循环的时长T，并把时间计数器的时间除以1000取整数部分，再用这个结果除以T取余数得到当前循环已进行的时间t，取整数得到已进行的循环次数n。为了简便起见，程序默认t横黄等于t纵黄。根据实际经验可知： 机动车道部分： t纵红= t横黄+ t横绿 t横红= t纵黄+ t纵绿 人行道部分： t纵红= t横绿= 机动车道部分t纵红 t横红= t纵绿= 机动车道部分t横红 因此，我们可以采用判断时间区间的办法控制各个指示灯的亮灭，即：令纵向红灯时间区间为[ 0，t 纵红 ]、纵向黄灯时间区间为[ t纵红 + t纵绿，T ]、纵向绿灯时间区间为[ t纵红，t纵红 + t纵绿 ]、横向红灯时间区间为[ t纵红，T ]、横向黄灯时间区间为[ t横绿，t纵红 ]、横向绿灯时间区间为[ 0，t横绿 ]，利用判定范围元件判断t所符合的区间。当t符合某些红灯或绿灯的区间时，指定元件将布尔量直接输出到信号灯，从而点亮这些红灯或绿灯并保持其他红灯或绿灯不工作；当t符合黄灯的区间时，利用相应元件得到黄灯已工作的时间，并将其除以2取余数，判断余数是否等于0，将布尔量输入信号灯，达到让黄灯闪烁的目的。 显然，各对指示灯时间区间均不相同，但是同一方向上三种颜色的指示灯的时间区间相加正好可以构成一个完整的循环，所以某一确定方向上有且仅有一种颜色的交通灯在工作。另外，本程序通过控制时间区间，完美地实现了不同方向上指示灯的协同工作，很好地模拟了实际情况。 另外，程序利用while循环以及移位寄存器实现连续运行。根据时间计数器的性质，每计时1000毫秒就会自动停止一次，所以本程序的设计中，每次循环里时间计数器只运行1000毫秒，通过不停地循环实现程序的连续运行。将移位寄存器赋以初始值1，而开始计时的时候n = 0。当二者不相等时，利用元件把此时移位寄存器的数值再次寄存并继续循环；当二者相等后，利用元件把移位寄存器此时的数值加1后寄存并继续循环，则二者又不相等了，元件就会把此时移位寄存器的数值再次寄存并继续循环。依此类推，则程序就会连续运行下去，不会终止。 程序设计方案： 当前循环已进行的时间t和已进行的循环次数n的获取： 加入一个时间计数器。由于时间单位是毫秒，而用户输入的时间单位是秒，因此需要转换单位：把计数的时间用“商与余数”元件除以1000取整数部分，即可将毫秒转化为秒。记此结果为t0，然后把t纵红、t纵黄和t纵绿用复合运算元件相加得到T，再用“商与余数”元件将t0除以T取余数即可得到当前循环已进行的时间t，取整数即为已进行的循环次数n。 机动车道指示灯部分：