微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)——交通信號燈

1、交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）1目錄目錄1.1. 課程設(shè)計(jì)要課程設(shè)計(jì)要求求 .2 21.1電路接線方案.21.2定時(shí)問題.21.3功能要求.2. 設(shè)計(jì)思路與功能描述設(shè)計(jì)思路與功能描述 .2 22.1設(shè)計(jì)思路.22.2功能描述.33. 流程圖流程圖 .3 34. 電路圖電路圖 .4 44.1電路原理圖.44.2 實(shí)物圖.55. 運(yùn)行結(jié)果運(yùn)行結(jié)果 .5 56.問題和解決辦法 .7 77.源程序清單 .8 88.收獲感悟 .11119.參考文獻(xiàn) .1111交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）2一、課程設(shè)計(jì)要求一、課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)中的 A 道代表東西方向，B 道代表南北方

2、向。1、 電路接線方案： 交通信號燈由實(shí)驗(yàn)儀的 LED 發(fā)光二極管模擬，由 8255-PA 輸出控制：見下表。帶時(shí)間顯示的交通信號燈模擬控制系統(tǒng) 8255A 輸入/輸出信號一覽表（供參考）8255-PB 輸出方式PCH 輸入方式8255-PA 輸出方式PCL 輸出方式引腳輸出信號引腳輸入信號引腳輸出信號引腳輸出信號PB7PC7K7PA7緊急車輛閃光PB6PC6K6PA6東西紅燈PB5PC5K5PA5東西黃燈PB4PC48253-OUT2PA4東西綠燈PB3PA3PC3PB2PA2南北紅燈PC2PB1PA1南北黃燈PC1PB0驅(qū)動數(shù)碼管字型PA0南北綠燈PC0數(shù)碼管的位碼選擇注：1） 、8255

3、-PA 輸出方式可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備紅綠黃燈具體位置改變 2） 、采用軟件延時(shí)，則 8255 的 PC4 不用接 8253-OUT2。數(shù)碼管的位碼選擇 2、 定時(shí)問題：用 8253#2 工作方式 0 進(jìn)行 500ms 定時(shí)，CLK2 接 125kHz 時(shí)鐘信號，GATE2 接高電平，OUT2 接 8255-PC4。主程序通過查詢 8255-PC4 的狀態(tài)，獲知準(zhǔn)確的定時(shí)信息。也可以采用軟件延時(shí)，500ms 延時(shí)子程序參見實(shí)驗(yàn)一。3、 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)功能要求，依 K5、K6、K7 的狀態(tài)分為四種工作狀態(tài)：狀態(tài)0：K5、K6、K7 均斷開（1 電平） ，A、B 道交替通行；狀態(tài) 1：僅 K5 閉合，A 道

4、有車、B 道無車；狀態(tài) 2：僅 K6 閉合，A 道無車，B 道有車；K5 和 K6 均閉合，A、B 道都有車，A、B 道交替通行；狀態(tài) 3：K7 閉合，有緊急車輛通行。二、設(shè)計(jì)思路與功能描述二、設(shè)計(jì)思路與功能描述（1）設(shè)計(jì)思路8255交通信號燈的燈光變化和數(shù)碼顯示通過 8255 實(shí)現(xiàn)控制。8255 是一種具有多種功能的可編程并行通信接口電路芯片。芯片包括 A、B、C 三個(gè)數(shù)據(jù)端口、A 組控制部件、B 組控制部件、讀寫邏輯控制電路、數(shù)據(jù)總線緩沖器。8255 有三種工作方式，其中方式 0 是基本輸入/輸出方式，適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路。本設(shè)計(jì)中，PA 口用于輸出信號控制燈光的變化（D6

5、D5=00，D4=0） ，PB 口用于輸出信號控制數(shù)碼管的顯示（D2=0，D1=0） ，PC0 用于輸入 K8 的控制開關(guān)信號，PC1 用于輸入用于硬件延時(shí)的方波信號（D0=1） 。PC7 用于輸出控制數(shù)碼管工作/不工作的信號（D3=0） 。故寫入方式控制字為 10000001B=81H。8255A 輸入/輸出信號接線方案如下表所示：8255-PB 輸出方式PCH 輸出方式8255-PA 輸出方式PCL 輸入方式引腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸入信號PB7驅(qū)動數(shù)碼管PC7K7PA7緊急車輛閃光交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）3PB6PC6K6PA6東西紅燈PB5PC5K

6、5PA5東西黃燈PB4PC48253-OUT2PA4東西綠燈PB3PA3PC3PB2PA2南北紅燈PC2PB1PA1南北黃燈PC1PB0字形PA0南北綠燈PC0數(shù)碼管的位置選擇a.燈光顯示：送低電平則燈亮，送高電平則燈滅。 東西綠燈，南北紅燈：PA0PA7 應(yīng)輸出 01111101B=7DH 東西閃燈，南北紅燈：黃燈亮，紅燈亮 PA0PA7 應(yīng)輸出 10111101B=0BDH 黃燈滅，紅燈亮 PA0PA7 應(yīng)輸出 11111101B=0FDH東西紅燈，南北綠燈：PA0PA7 應(yīng)輸出 11010111B=0D7H東西紅燈，南北黃閃：紅燈亮，黃燈亮 PA0PA7 應(yīng)輸出 11011011B=0D

7、BH 紅燈亮，黃燈滅 PA0PA7 應(yīng)輸出 11011111B=0DFH兩個(gè)路口都黃燈閃爍：兩個(gè)黃燈亮：PA0PA7 應(yīng)輸出 10111011B=0BBH 兩個(gè)黃燈滅：PA0PA7 應(yīng)輸出 11111111B=0FFHb.LED 數(shù)碼顯示：數(shù)碼管采用共陰極接法，位選信號為 0 則數(shù)碼管工作。 adp 段發(fā)亮條件：對應(yīng)位輸入 1，見下表所示：顯示數(shù)字0123456789PB 輸出3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH8253交通信號燈亮、滅的時(shí)間及數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)間隔都通過 8253 控制。8253 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器是 Intel 公司生產(chǎn)的通用外圍接口芯片，它有三個(gè)獨(dú)立的

8、 16位計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為 02MHz。8253 有 6 種工作方式，其中方式三是方波發(fā)生器方式。本設(shè)計(jì)中選用通道 0，CLK0 接 1953HZ 的時(shí)鐘信號，GATE0 接高電平 VCC，OUT0 接 8255的 PC1。因?yàn)樾枰a(chǎn)生周期為 0.5s 的方波，即產(chǎn)生 2Hz 的方波而固有頻率為 1953Hz，故分頻系數(shù) N=1953/2=976。由于選用了通道 0（SC1 SC0=00） ，工作在方式 3（M2 M1 M0=011） ，對計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀寫/操作時(shí)，先送低 8 位，再送高 8 位（RW1 RW0=11） ，計(jì)數(shù)器的數(shù)值采用10 進(jìn)制（BCD=1） ，故初始化時(shí)命令字為 00110

9、111B=37H。（2）功能描述開關(guān) K5,K6,K7 撥到 1，實(shí)現(xiàn)狀態(tài) 0：東西方向放行 7 秒，南北方向放行 5 秒。開關(guān) K5 撥到 0，實(shí)現(xiàn)狀態(tài) 1：東西方向有車，南北方向無車。開關(guān) K6 撥到 0，實(shí)現(xiàn)狀態(tài) 2：東西方向無車，南北方向有車。開關(guān) K7 撥到 0，實(shí)現(xiàn)狀態(tài) 3：有緊急車通行。除了狀態(tài) 0，其他狀態(tài)下數(shù)碼管沒有數(shù)字顯示。三、流程圖三、流程圖交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）48255初始化:PA、PB、PCL輸出方式0，PCH輸入8253初始化:;#2方式0,CLK2=125kHz,GATE2=1,OUT2接PC4變量初始化:CNT0=0,CNT3=0主程序

10、CALL 500msK7有效？K5有效？K6有效？CNT3=0CNT0+1CNT0=14*2？CNT0=0CNT0/2=0？輸出A紅，B黃CNT0/2B 交替時(shí) A 黃燈 1s A 紅燈 B 綠燈 B-A 交替時(shí) B 黃燈 1s(2) 狀態(tài) 1：僅 K5 閉合，A 道有車、B 道無車 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）7(3) 狀態(tài) 2：僅 K6 閉合，A 道無車，B 道有車(4) 狀態(tài) 3：K7 閉合，有緊急車輛通行六、問題和解決辦法六、問題和解決辦法1.1s 延時(shí)程序不精確，最大存在 0.5s 的誤差。2.起先講程序運(yùn)行后出現(xiàn) AB 交錯(cuò)的現(xiàn)象，用 JZ 指令代相對應(yīng)的 JNZ

11、 修改成功。3.程序跳轉(zhuǎn)時(shí)黃燈亮的次序出錯(cuò)對指令的順序進(jìn)行修改。4.文件名保存為 xinhaodeng.asm 發(fā)生錯(cuò)誤，原因是命名單詞不能超過 6 個(gè)。交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）8七、源程序清單七、源程序清單.MODEL.MODEL TINYTINYCOM_ADDCOM_ADD EQUEQU 0F003H0F003H ;8255A;8255A 片選地址片選地址PA_ADDPA_ADD EQUEQU 0F000H0F000HPB_ADDPB_ADD EQUEQU 0F001H0F001HPC_ADDPC_ADD EQUEQU 0F002H0F002HCOM_ADDRCOM_

12、ADDR EQUEQU 0B003H0B003HT0_ADDRT0_ADDR EQUEQU 0B000H0B000HT1_ADDRT1_ADDR EQUEQU 0B001H0B001HT2_ADDRT2_ADDR EQUEQU 0B002H0B002H.STACK.STACK 200200.DATA.DATASHU_DATASHU_DATA DBDB 01111111B01111111B ;0;0 DBDB 00000110B00000110B ;1;1 DBDB 01011011B01011011B ;2;2 DBDB 01001111B01001111B ;3;3 DBDB 0110011

13、0B01100110B ;4;4 DBDB 01101101B01101101B ;5;5 DBDB 01111101B01111101B ;6;6 DBDB 00000111B00000111B ;7;7CNT0CNT0 DBDB ? ?CNT3CNT3 DBDB ? ?.CODE.CODESTART:START: MOVMOV DX,COM_ADDDX,COM_ADD ;8255;8255 初始化初始化 MOVMOV AL,88HAL,88H ;PA;PA、PBPB、PCLPCL 輸出方式輸出方式 0 0， PCHPCH 輸入輸入 OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV DX,P

14、A_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0FFHAL,0FFH OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV DX,PC_ADDDX,PC_ADD ININ AL,DXAL,DX ANDAND AL,0F0HAL,0F0H ; ;保留高位，低位為保留高位，低位為 0 0 OROR AL,01HAL,01H ; ;保留高位，低位全部為保留高位，低位全部為 1 1 OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV DX,COM_ADDRDX,COM_ADDR ;8253;8253 初始化初始化 MOVMOV AL,0B0HAL,0B0H ;1011;1011 0000B0000B O

15、UTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV CNT0,0CNT0,0 ; ;狀態(tài)狀態(tài) 0:0: A,BA,B 交替交替 MOVMOV CNT3,0CNT3,0 ; ;狀態(tài)狀態(tài) 3:3: 緊急時(shí)緊急時(shí) LEALEA BX,SHU_DATABX,SHU_DATA LP:LP: CALLCALL DL500MSDL500MS MOVMOV DX,PC_ADDDX,PC_ADD ININ AL,DXAL,DX TESTTEST AL,80HAL,80H ;AL;AL ANDAND 10001000 0000B0000B，檢測，檢測 K7K7 JZJZ K7K7 ; ;如果如果 PC7=0PC7=0

16、，結(jié)果為，結(jié)果為 0 0，ZF=1ZF=1，不執(zhí)行，不執(zhí)行 K7K7。如果。如果PC7=1PC7=1，ZF=1ZF=1，執(zhí)行，執(zhí)行 K7K7，為特殊情況，為特殊情況 TESTTEST AL,20HAL,20H ;0010;0010 0000B0000B，檢測，檢測 PC5PC5 JZJZ K51K51 ; ;如果如果 PC5=0PC5=0，結(jié)果為，結(jié)果為 0 0，ZF=1ZF=1，不執(zhí)行，不執(zhí)行 K51K51。如果相反，。如果相反，交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）9則執(zhí)行則執(zhí)行 K51K51 TESTTEST AL,40HAL,40H ;0100;0100 0000B0000B

17、，檢測，檢測 PC6PC6 JZJZ K61K61 MOVMOV CNT3,0CNT3,0 MOVMOV CH,CNT0CH,CNT0 SHRSHR CH,1CH,1 ;CNT3=0;CNT3=0，CHCH 右移右移 1 1 位相當(dāng)于位相當(dāng)于 CH/2CH/2 JZJZ RYRY ;CH/2=0;CH/2=0 時(shí)，時(shí)，ZF=1,ZF=1,則轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn) RYRY CMPCMP CH,8CH,8 ; ;比較比較 CH/2CH/2 和和 8 8 JSJS GRGR ;CH/28;CH/28，標(biāo)志，標(biāo)志 SF=1SF=1，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) GRGR JZJZ YRYR ;CH/2=8;CH/2=8，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) YRYR

18、 MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0D7HAL,0D7H ;1101;1101 0111B0111B OUTOUT DX,ALDX,AL ;A;A 紅紅 B B 綠綠 MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD MOVMOV AL,14AL,14 ; ;啟動數(shù)碼管啟動數(shù)碼管 SUBSUB AL,CHAL,CH ;AL-CH/2;AL-CH/2 XLATXLAT ;AL=AL+BX;AL=AL+BX OUTOUT DX,ALDX,AL ; ;顯示倒計(jì)時(shí)。顯示倒計(jì)時(shí)。 LAST:LAST: INCINC CNT0CNT0 ;CNT0=CNT0+1;C

19、NT0=CNT0+1 CMPCMP CNT0,28CNT0,28 ;CNT0-28;CNT0-28 JNZJNZ LPLP MOVMOV CNT0,0CNT0,0 JMPJMP LPLP RY:RY: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0DBHAL,0DBH ;1101;1101 1011B1011B OUTOUT DX,ALDX,AL ;A;A 紅紅 B B 黃黃 MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD ; ;關(guān)數(shù)碼管關(guān)數(shù)碼管 MOVMOV AL,00HAL,00H OUTOUT DX,ALDX,AL JMPJMP LASTLAST K51:

20、K51: JMPJMP K5K5 K61:K61: JMPJMP K6K6 GR:GR: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,7DHAL,7DH ;0111;0111 11011101 OUTOUT DX,ALDX,AL ;A;A 綠綠 B B 紅紅 MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD ; ;輸出倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出倒計(jì)時(shí)數(shù)字 MOVMOV AL,8AL,8 SUBSUB AL,CHAL,CH ;AL=AL-CH/2=8-CH/2;AL=AL-CH/2=8-CH/2 XLATXLAT ;AL=AL+BX;AL=AL+BX OUTOUT DX,ALD

21、X,AL JMPJMP LASTLAST YR:YR: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0BDHAL,0BDH OUTOUT DX,ALDX,AL ;A;A 黃黃 B B 紅紅 MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD ; ;關(guān)數(shù)碼管關(guān)數(shù)碼管 MOVMOV AL,00HAL,00H OUTOUT DX,ALDX,AL JMPJMP LASTLAST K7:K7: MOVMOV CH,CNT3CH,CNT3 ;CNT3=0;CNT3=0，CH=0CH=0交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）10 CMPCMP CH,0CH,0 JZJZ

22、K71K71 MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0DDHAL,0DDH K72:K72: MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD MOVMOV AL,00HAL,00H OUTOUT DX,ALDX,AL NEGNEG CHCH ;CH=1;CH=1 MOVMOV CNT3,CHCNT3,CH ;CNT3=1;CNT3=1，K7K7 滅滅 MOVMOV CNT0,0CNT0,0 JMPJMP LPLP K71:K71: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0DCHAL,0DCH ;1101;1101 1100

23、B,1100B, K8K8 亮亮 0.5s0.5s OUTOUT DX,ALDX,AL CALLCALL DL200MSDL200MS MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0DDHAL,0DDH ;1101;1101 1101B,1101B, K8K8 滅滅 0.5s0.5s OUTOUT DX,ALDX,AL JMPJMP K72K72 K5:K5: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,7DHAL,7DH ;AL=0111;AL=0111 1101B1101B OUTOUT DX,ALDX,AL ; ;亮亮 A A 綠綠

24、 B B 紅紅 JMPJMP K56K56 K6:K6: MOVMOV DX,PA_ADDDX,PA_ADD MOVMOV AL,0D7HAL,0D7H ;1101;1101 0111B0111B OUTOUT DX,ALDX,AL ; ;亮亮 A A 紅紅 B B 綠綠 K56:K56: MOVMOV DX,PB_ADDDX,PB_ADD MOVMOV AL,00HAL,00H OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV CNT0,0CNT0,0 MOVMOV CNT3,0CNT3,0 JMPJMP LPLPDL500MSDL500MS PROCPROC NEARNEAR MOVMOV

25、 DX,T2_ADDRDX,T2_ADDR MOVMOV AX,62500AX,62500 ; ;頻率頻率 125KHz125KHz，62500*(1/125)=0.5s62500*(1/125)=0.5s OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV AL,AHAL,AH OUTOUT DX,ALDX,ALDELAY1:DELAY1: MOVMOV DX,PC_ADDDX,PC_ADD ININ AL,DXAL,DX TESTTEST AL,10HAL,10H ; ;設(shè)置設(shè)置 準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒 （readyready）信息在）信息在 D4D4 位到位到 PC4PC4， TESTTEST為

26、為 ALAL ANDAND 10H10H JEJE DELAY1DELAY1 ;AND;AND 后后 PC4PC4 為為 0 0 時(shí)，時(shí)，JE=1JE=1，執(zhí)行，執(zhí)行 DELAYDELAY。ANDAND 后為后為 1 1， JE=0JE=0，不執(zhí)行，不執(zhí)行 DELAYDELAY RETRETDL500MSDL500MS ENDPENDPDL200MSDL200MS PROCPROC NEARNEAR MOVMOV DX,T2_ADDRDX,T2_ADDR MOVMOV AX,25000AX,25000 ; ;頻率頻率 125KHz125KHz，25000*(1/125)=0.2s25000*(1/125)=0.2s交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)說明書）11 OUTOUT DX,ALDX,AL MOVMOV