微機接口技術(shù)課程設(shè)計--交通信號燈的實時控制

1、<p>　　微機接口技術(shù)課程設(shè)計</p><p><b>　　交</b></p><p><b>　　通</b></p><p><b>　　信</b></p><p><b>　　號</b></p><p><b&

2、gt;　　燈</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　實</b></p><p><b>　　時</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　

3、制</b></p><p><b>　　一．設(shè)計目的</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計實踐，熟悉和掌握微機系統(tǒng)的軟件，硬件設(shè)計方法,設(shè)計步驟，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識及動手和分析問題，解決問題的能力；同時還應(yīng)達到以下目的：</p><p>　　1.了解交通燈控制的基本工作原理的工作過程；</p><p&g

4、t;　　2.熟悉8259A中斷控制器的工作原理和應(yīng)用編程；</p><p>　　3.熟悉8255A并行接口的各種工作方式和應(yīng)用；</p><p>　　4.熟悉8253A計數(shù)器/定時器的工作方式及應(yīng)用編程，掌握利用軟硬相結(jié)合的定時方法；</p><p><b>　　二．設(shè)計的任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)有一十字路口

5、，東，西，南，北路口各有紅，黃，綠交通指示燈，實現(xiàn)交通信號燈的控制；具體要求如下：</p><p>　　1.系統(tǒng)初始運行時，東西南北路口的紅燈點亮；然后，東西方向的車輛放行60秒，即東西路口的綠燈和南北路口的紅燈同時點亮；同時在顯示器上顯示該車方向車輛放行得到及時間值，從60減到0，以模擬路口車輛放行的倒計時間顯示</p><p>　　2.1分鐘后，東西路口的綠燈熄滅，黃燈閃爍5秒鐘，以警

6、示車輛將切換紅綠燈，此時南北路口仍維持紅燈點亮；同事在顯示器上顯示黃燈閃爍的倒計時間值，從5減為0</p><p>　　3.東西路口的黃燈閃爍5秒后，轉(zhuǎn)為南北方向的車輛放行60秒，即東西路口的紅燈和南北路口的綠燈同時點亮；同時在顯示器上顯示該方向車輛放行的倒計時，從60減為0</p><p>　　4.南，北方向的車輛放行20秒后，南，北路口的綠燈熄滅，黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切紅，綠燈

7、，此時東，西路口仍維持紅燈點亮；同時在顯示器上顯示黃燈閃爍的倒計時間值（每秒減1），從5減到0.</p><p>　　5.南，北路口的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為東，西方向的車輛放行60秒；同時在顯示器上顯示該方向車輛放行的倒計時間值（每秒減1），從60減為0；如此反復(fù)循環(huán)。</p><p><b>　　提示：</b></p><p>　　用825

8、5A控制發(fā)光二極管點亮/熄滅。</p><p>　　由8255A定時產(chǎn)生中斷控制車輛放行，黃燈閃爍時間；1秒產(chǎn)生一次中斷，8254A計數(shù)通道的CLK輸入可采用10KHz的方波信號。</p><p>　　終端采用PC機內(nèi)部可屏蔽中斷控制器（8259A）的IRQ7.</p><p>　　8255A的端口地址：A口-210H，B口-211H,C口-212H,控制口-213

9、H;</p><p>　　8254A的端口地址：計數(shù)器0-230H,計數(shù)器1-231H,計數(shù)器2-232H,控制口-233H；</p><p>　　8259A的端口地址：20H和21H.</p><p><b>　　三．硬件選用</b></p><p>　　開關(guān)及LED顯示單元 </p><p>

10、　　共兩組D7～D0LED燈由左至右根據(jù)高低電平1,0通斷控制進行亮滅。通過兩組各6個LED燈的顯示方式及亮滅時間來模擬交通信號燈。本次設(shè)計所使用的LED點陣是使每行LED的陰極連接在一起,再經(jīng)過驅(qū)動電路分別進行驅(qū)動。LED燈在不工作時處于低電平不工作狀態(tài)。若要點亮其中的LED，則需行為高電平1。設(shè)置每組D7、D4為紅燈，D6、D3為黃燈，D5、D2為綠燈。燈亮?xí)r的控制要求分別為88H、44H、22H。</p><p

11、>　　可編程并行接口8255</p><p>　　8255工作在方式0時,A口和B口的輸出是可以獨立的,而且都具有鎖存能力。其連接如“硬件電路接線圖”部分。</p><p>　　RD為讀信號線，接系統(tǒng)總線的IOR信號，實現(xiàn)對8255的讀操作。</p><p>　　WR為寫信號線，接系統(tǒng)總線的IOW端，實現(xiàn)對8255的寫操作。</p><p&

12、gt;　　CS為片選信號線，接系統(tǒng)總線的IOY1，當(dāng)它為低電平（有效）時，才選</p><p>　　該8255芯片。A0、A1為口地址選擇信號線。本次設(shè)計使其分別與系統(tǒng)總線的XA1、XA2相連，它們的不同編碼可分別尋址3個口和一個控制寄存器，具體規(guī)定如下：</p><p>　　PA0～PA7為A口的8條輸入輸出信號線，該口的這8條線是工作于輸入、輸出還是雙向（輸入、輸出）方式，可由軟件編程

13、來決定。</p><p>　　PB0～PB7為B口的8條輸入輸出信號線，利用軟件編程可指定這8條線是輸入還是輸出。</p><p>　　PC0～PC78條線根據(jù)其工作方式可作為數(shù)據(jù)的輸入或輸出線，也可以用做控制信號的輸出或狀態(tài)信號的輸入線。</p><p>　　這里的8255接口所占地址范圍為0640H～0646H。當(dāng)對8255接口進行寫操作時，各信號線的狀態(tài)如表所

14、示：</p><p>　　8255在應(yīng)用過程中，將不同的控制字裝入芯片中控制寄存器，即可確定8255的工作方式。8255的控制字由8位二進制數(shù)構(gòu)成，各位的控制功能如下圖：</p><p><b>　　圖2.2.1</b></p><p>　　說明:當(dāng)控制字bit7＝1時,控制字的bit6～bit3這4位用來控制A組,即A口的8位和C口的高4位,

15、而控制字的低3位bit2～bit0用來控制B組,包括B口的8位和C口的低4位。</p><p><b>　　四．軟件設(shè)計</b></p><p>　　通過硬件電路的設(shè)計，已將各芯片連接成一個完整的電路，在此基礎(chǔ)上，即可進行程序的編寫、改錯與調(diào)試。</p><p><b>　　LED燈的設(shè)置</b></p>&

16、lt;p>　　紅燈 黃燈 綠燈 空 紅燈 黃燈 綠燈 空</p><p>　　說明：初始時，所有LED燈處于低電平0。當(dāng)紅燈亮?xí)r，表示為“88H”；當(dāng)綠燈亮?xí)r，表示為“44H”；當(dāng)綠燈亮?xí)r，表示為“22H”；不亮?xí)r，表示為“0H”。</p><p>　　循環(huán)設(shè)計：首先設(shè)置一個循環(huán)次數(shù)CX，然后設(shè)計所要循環(huán)的程序內(nèi)容當(dāng)PP指向這一

17、40字節(jié)內(nèi)存的后7個字節(jié)時,從PP開始掃描已不足8個字節(jié),剩下幾個字節(jié)應(yīng)再從TABLE開始,等到PP指向最后一個字節(jié)時,如果再加1,也應(yīng)使PP重</p><p>　　新指向TABLE首地址,這就使時間滾動起來,為實現(xiàn)這一功能,應(yīng)在每次掃描顯示</p><p>　　前,先判斷PP的位置,根據(jù)PP的內(nèi)容決定是否進行分步掃描或使PP回到TABLE起始值。</p><p>

18、<b>　　五．主要元器件介紹</b></p><p><b>　　8255引腳功能：</b></p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS:片選信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊。RD:讀信號線，當(dāng)這個

19、輸入引腳為低電平時，允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器

20、。PB0～PB7:端口B</p><p>　　輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。A1、A0:端口地址總線，8255中有端口A、B、C和一

21、個內(nèi)部控制字寄存器，共4個端口，由A0、A1輸入地址信號來尋址。</p><p>　　設(shè)計原理流程圖 </p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　六．實際硬件接線圖</b></p><p><b>　　圖5</b></p>

22、<p><b>　　七．源程序</b></p><p>　　MY8255A EQU 0640H</p><p>　　MY8255B EQU 0642H</p><p>　　MY8255C EQU 0644H</p><p>　　MY8255CON EQU 0646H</p>&l

23、t;p>　　SSTACK SEGMENT STACK ;定義堆棧段</p><p>　　DW 32 DUP(?)</p><p>　　SSTACK ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT ;定義代碼段</p><p>　　ASSUME CS:

24、CODE,SS:SSTACK</p><p>　　START: MOV AL,89H ;送控制字</p><p>　　MOV DX,MY8255CON ;送控制字寄存器地址放DX寄存器</p><p>　　OUT DX,AL ;輸入8255控制字</p><

25、;p>　　;A、B口輸出 C口輸入 工作方式0</p><p>　　WEGREEN: MOV AL,22H</p><p>　　MOV DX,MY8255B</p><p>　　OUT DX,AL ;東、西方亮綠交通燈</p><p>　　MOV AL,80H</p><p&g

26、t;　　MOV DX,MY8255A</p><p>　　OUT DX,AL ;南方亮紅交通燈</p><p>　　MOV BX,0FFH ;通過BX計數(shù)來控制調(diào)用delay的次數(shù)</p><p>　　TT1: CALL DELAY </p><p><

27、;b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT1 ;調(diào)用延時程序</p><p>　　MOV CX,3 ;東、西方向黃燈循環(huán)次數(shù)</p><p>　　WEYELLOW: MOV AL,44H</p><p>　　MOV DX,MY82

28、55B </p><p>　　OUT DX,AL ;東、西方向黃燈亮</p><p>　　MOV BX,0FH</p><p>　　TT2: CALL DELAY</p><p><b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT

29、2 ;調(diào)用延時程序</p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　MOV DX,MY8255B</p><p>　　OUT DX,AL ;東、西方向黃燈滅</p><p>　　MOV BX,0FH</p><p>　　TT3:

30、 CALL DELAY</p><p><b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT3 ;調(diào)用延時程序</p><p>　　LOOP WEYELLOW ;循環(huán)東、西黃燈亮滅過程</p><p>　　SGREEN: MOV AL,88H<

31、;/p><p>　　MOV DX,MY8255B</p><p>　　OUT DX,AL ;東、西方亮紅交通燈</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　MOV DX,MY8255A</p><p>　　OUT DX,AL ;南方亮綠交通燈&l

32、t;/p><p>　　MOV BX,0FFH </p><p>　　TT4: CALL DELAY</p><p><b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT4 ;調(diào)用延時程序</p><p>　　MOV CX,3

33、 ;南方黃燈循環(huán)次數(shù)</p><p>　　SYELLOW: MOV AL,40H</p><p>　　MOV DX,MY8255A</p><p>　　OUT DX,AL ;南方黃燈亮</p><p>　　MOV BX,0FH</p><p>　　TT5:

34、 CALL delay</p><p><b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT5 ;調(diào)用延時程序</p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　MOV DX,MY8255A</p><p>　　OUT DX,AL

35、 ;南方黃燈滅</p><p>　　MOV BX,0FH</p><p>　　TT6: CALL DELAY</p><p><b>　　DEC BX</b></p><p>　　JNZ TT6 ;調(diào)用延時程序</p><p>

36、;　　LOOP SYELLOW ;循環(huán)南、北黃燈亮滅過程</p><p>　　JMP WEGREEN ;整個交通燈過程循環(huán) </p><p>　　DELAY: PUSH CX ;延時程序</p><p>　　MOV CX,0F00H ;設(shè)

37、置CX循環(huán)計數(shù)值</p><p>　　CHAXUN: MOV DX,MY8255C</p><p>　　IN AL,DX ;從8255C口讀緊急情況模擬數(shù)據(jù)</p><p>　　TEST AL,01H ;測試CX最低位是否為1</p><p>　　JZ WE1

38、 ;CX最低位不為1，則正常</p><p>　　;CX最低位為1，發(fā)生緊急情況</p><p>　　MOV AL,88H</p><p>　　MOV DX,MY8255B</p><p>　　OUT DX,AL ;東、西方向強制紅燈亮</p><p>　　MOV AL,80

39、H</p><p>　　MOV DX,MY8255A</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　JMP RIGHT</b></p><p>　　WE1 : TEST AL,02H</p><p><b>　　JZ S

40、2</b></p><p>　　MOV AL,88H</p><p>　　MOV DX,MY8255B</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　JMP RIGHT</b></p><p>　　S2: TEST

41、 AL,04H</p><p><b>　　JZ RIGHT</b></p><p>　　MOV AL,80H</p><p>　　MOV DX,MY8255A</p><p>　　OUT DX,AL ;南方強制紅燈亮</p><p>　　RIGHT: PUSH

42、 AX</p><p><b>　　POP AX</b></p><p>　　LOOP CHAXUN ;正常情況下的延時循環(huán)</p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p

43、><b>　　CODE ENDS</b></p><p><b>　　END START</b></p><p><b>　　八．組內(nèi)分工</b></p><p>　　牟龔波：做的是硬件選用工作</p><p>　　楊靖：做的是軟件設(shè)計工作</p><

44、p>　　張凱彥：做的是實際硬件接線圖工作</p><p>　　海小龍：做的是源代碼工作</p><p><b>　　九．課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計實踐，我們從中學(xué)到了熟悉和掌握微機系統(tǒng)的軟件，硬件設(shè)計方法,設(shè)計步驟，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識及動手和分析問題，解決問題的能力，使我對微機原理更加的加深了，對8259