微機基礎(chǔ)原理與接口技術(shù)交通燈控制系統(tǒng)課程教學(xué)設(shè)計

1、-/鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院微機原理課程設(shè)計說明書2012 級 電氣工程及其自動化專業(yè)1206972班級題 目交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計姓 名 學(xué)號120697202指導(dǎo)教師王義琴 職稱講師二。一二年十二月 H-日摘要本次專業(yè)課程設(shè)計作為前階段學(xué)習(xí)知識的一個檢驗，培養(yǎng)了我們的動手能力以及獨立思考設(shè)計的能力，也是大學(xué)培養(yǎng)的一個重要實踐步驟。設(shè)計初期，我們參照所做過的實驗并通過網(wǎng)絡(luò)，圖書館等資源查找到利用微機原理與接口技術(shù)設(shè)計制作交通燈的相關(guān)信息，對不同的方案進行細(xì)致的分析比較。并且按照題意與實際情況進行改進，使之符合要求。設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題通過共同的分析研究得到的解決，此次課程設(shè)計鞏固了前期的理論知識

2、，增強了動手實踐能力。程序主要采用了 8255A可編程并行I/O接口芯片控制發(fā)光二極管LED并由8253 軟件定時等來實現(xiàn)電路。關(guān)鍵詞：交通燈；8255A; 8253; LED 軟件定時； 一、交通燈控制系統(tǒng)的基本原理在本次課程設(shè)計當(dāng)中，本次設(shè)計采用的是軟件定時（即通過匯編指令）實現(xiàn)的。而燈的亮與滅以及閃爍是用 8255的A 口和B 口控制的，工作在方式0, A 口和B 口 均為輸出。并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與I/O 設(shè)備或被控制對象之間傳遞信息。CPU和接口之間的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時傳遞8 位、 16 位、 32 位等。 8255可編程外圍接口芯片是Intel 公司生產(chǎn)的通用并

3、行I/O 接口芯片，它具有A、 B、 C三個并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1- 選通輸入 / 出方式、方式2- 雙向選通工作方式。二、交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方案設(shè)計中使用8255A可編程并行接口實現(xiàn)了，對南北、東西方向交通的分別計時、分別控制，設(shè)計采用定時加中斷控制的方式進行, 對兩個方向車輛的通行時間分別計時。城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制東西走向和南北走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換順序, 關(guān)鍵是各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進行適當(dāng)?shù)臅r間延時, 正是基于以上考慮 , 按照設(shè)計要求設(shè)計如下:（ 1） 南北方向的綠燈, 東西方向的紅燈同時亮30

4、秒。（ 2） 南北方向的綠燈滅, 黃燈亮 5 秒 , 同時東西方向的紅燈繼續(xù)亮。(3)南北方向的黃燈滅，紅燈亮，同時東西方向的紅燈滅,綠火T亮，持續(xù)30秒。(4)南北方向的紅燈繼續(xù)亮，同時東西方向的綠燈滅，黃燈亮5秒。(5)重復(fù)以上過程。三、硬件設(shè)計3.1 8255 結(jié)構(gòu)8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖1所示，8255工作方式控制字和C 口按位置位/復(fù) 位控制字格式如圖2所示尸二？ PE1-PB0雙向數(shù)據(jù)總能效據(jù)D1DT f)總暖L'即網(wǎng) 控制 罡件Bn 的)讀房矍整H三一 RD榷AtAf)。csCD (MJ院I0 «C 口 :倒歸J.21pcj-？oaPA3 PA2 PAL P

5、AORDcCS-： OND一M 一 MPC? PCS PC5一PC4 一 PCD 一 PCIPC2一 PC3 PBO PB：PB2 一IA4PA53P£一KE5ETDODLD2D3D4D5D6D7VCC一PB7PB6一 PBJ 一PB4-PB3圖1 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳|。？ | D6 | 口 | 口4 | 邙 | DQ | DI | DO| D7 I 口8 I a I N I 邛 I D2 1PlC 口高4位 口輸油 1 SSiAAC 。輸出 1輸入低出入口輸輸 col出入 口輸輸Bol方式選擇 0五式41方式1不用-I_ -I . n - - -o oilo o11 n o

6、o o 1111 n1234 5-67聾位空位1宜窗方式選瓷方式口 01方式1 11方式2(司)工作方式控帶存Cb)C口技位置位/復(fù)位控制字圖2 8255工作方式控制字和 C 口按位置位/復(fù)位控制字格式3.2電路接線圖xn?XD6XD5OOO-hDXEO：，工$XEGXDQXD1mwaD4D3aDlD0lo2日8 .4元元0123 4567BBBB BBB B pp pp ppp FKICWXIORICiYD00QD00MA1A2A3A4Q4A7ppppppppO 1234 0123-41-6 7 S911111 DDDDDDDD DDDDDDD開關(guān)孤LEL顯術(shù)單元圖3紅綠燈模擬設(shè)計總電路圖上

7、電路圖為紅綠燈模擬設(shè)計總電路圖，通過 8086CPU（統(tǒng)總線來控制8255的A端口、B端口，而A、B端口分別接LED發(fā)光二極管來控制十字路口紅綠燈。紅、黃、綠燈的表示情況如下：由于儀器上面只有 16個發(fā)光二級管，且從高到低依次為:D15D14D13D12D11D10D9D7D6D5D4D3D2D1D0設(shè)計的過程中做了如下的規(guī)定：R表小紅燈，G表小綠燈，Y表小黃燈；E表小方向東，W表小方向西，S表小方 向南，N表示方向北，例如：ER表示東方向為紅燈，WGg示西方向為綠燈，SY表示 南方向為黃燈，其余的類似。所以在設(shè)計中采用如下的規(guī)定：D15D14s示ER, D13D12 表示 SR D11D10

8、S示 EG D9D即示 SG D7D映示 WR D5D4ft示 NR D3D2s示 WG D1D0S示 NG D15D14D11D101示 EY D7D6D3D宏示 WY D13D12D9D8示 SY, D5D4D1D0S示NY具體連線及表示如下圖所示（圓圈表示發(fā)光二極管）。圖4 十字路口紅黃綠燈的表示3.3 使用說明這是一個交通紅綠燈的模擬顯示實驗，由8255控制16個LED發(fā)光二極管的亮與暗來表達十字路口的交通信號， A 口表示東、南方向，B 口表示西、北方向，綠燈和紅燈共同表示黃燈。可 以通過發(fā)光二極管來判斷具體是哪個方向、哪個燈亮。四、軟件設(shè)計4.1 程序流程框圖芯片初始化南北方向綠燈

9、亮，東西方向紅燈亮30秒南北方向黃燈閃爍，東西方向紅燈亮5秒南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮30秒南北方向紅燈亮，東西方向黃燈閃爍5秒結(jié)束4.2 源程序清單IOY0 EQU 0DA00H ;MY8255_A EQU IOY0+00H*4MY8255_B EQU IOY0+01H*4MY8255_C EQU IOY0+02H*4MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4;8255片選IOY0對應(yīng)的端口始地址;8255的A口地址;8255的B口地址;8255的C口地址的控制寄存器地址定義數(shù)據(jù)變量定義8255工作方式工作方式0, A 口和B 口為輸出STACK1 SEGMENT STACKD

10、W 256 DUPSTACK1 ENDSDATA SEGMENTLA DB ?;LB DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,MY8255_MODE ;MOV AL,80H ;OUT DX,ALLOOP1: MOV DX,MY8255_A寫A 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，南方向綠燈亮，東方向紅燈亮MOV AL,0C3HOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ; 寫B(tài) 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，北方綠向燈亮，西方向紅燈亮MOV AL,0C3HOUT DX,ALCALL DALLY1MOV C

11、X,08HMOV DX,MY8255_A ;寫A口發(fā)出的數(shù)據(jù)，南方黃向燈亮，東方向紅燈亮MOV AL,0F3HOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B寫A 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，北方黃向燈亮，西方向紅燈亮MOV AL,0F3HOUT DX,ALCALL DALLY2MOV DX,MY8255_A寫A 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，南方向紅燈亮，東方向綠燈亮MOV AL,03CHOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ; 寫B(tài) 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，北方向紅燈亮，西方向綠燈亮MOV AL,03CHOUT DX,ALCALL DALLY1MOV CX,08HMOV DX,MY8255_A ;寫A口發(fā)出的數(shù)據(jù)，南

12、方向紅燈亮，東方向黃燈亮MOV AL,0FCHOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ;寫B(tài) 口發(fā)出的數(shù)據(jù)，北方向紅燈亮，西方向黃燈亮MOV AL,0FCHOUT DX,ALCALL DALLY2MOV AH,1;判斷是否有按鍵按下，調(diào)用功能號 1INT 16H;ROM BIOS功能調(diào)用JZ LOOP1;無按鍵則跳回繼續(xù)循環(huán)，有則退出QUIT: MOV AX,4C00H ;結(jié)束程序退出INT 21H;DOS系統(tǒng)功能調(diào)用DALLY PROC NEAR;軟件延時子程序PUSH CXPUSH AXMOV CX,0FFFHD1: MOV AX,0FFFFHD2: DEC AXJNZ D2LO

13、OP D1POP AXPOP CXRETDALLY ENDPDALLY1 PROC NEAR ;軟件延時子程序，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮PUSH CXPUSH AXMOV CX,1EHD3: CALL DALLYLOOP D3POP AXPOP CXRETDALLY1 ENDPDALLY2 PROC NEAR ;軟件延時子程序，黃燈閃爍（即亮與滅）的時間間隔,PUSH CXPUSH AXMOV CX,05HD4: CALL DALLYLOOP D4POP AXPOP CXRETDALLY2 ENDPCODE ENDSEND START五、結(jié)論本次課程設(shè)計模擬十字路口交通燈控制系統(tǒng)，運用8

14、255A控制在紅，黃，綠三個信號燈，并用軟件定時實現(xiàn)了南北方向的綠燈，東西方向的紅燈同時亮30秒。30秒 后南北方向的綠燈滅，黃燈亮5秒，同時東西方向的紅燈繼續(xù)亮。5秒后南北方向的 黃燈滅，紅燈亮，同時東西方向的紅燈滅，綠或T亮，持續(xù)30秒。再過30秒南北方向的 紅燈繼續(xù)亮，同時東西方向的綠燈滅，黃燈亮5秒，如此循環(huán)。六、參考文獻1舒貞權(quán)，任偉利微機計算機原理M 西安：西安交通大學(xué)出版社，19972顧元剛，韓燕匯編語言與微機原理教程M 北京：電子工業(yè)出版社，20003錢曉捷 主編：微機原理與接口技術(shù)，第4版，機械工業(yè)出版社，20084沈美明等編著：80X86匯編語言程序設(shè)計，清華大學(xué)出版社，2001年9月出版。5楊素行等編著：微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用，第2版，清華大學(xué)出版社，2004設(shè)計總結(jié)：通過這兩周的微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計課，我對這學(xué)期學(xué)微機原理與接口 技術(shù)原理的知識有了更進一步的認(rèn)識。課程設(shè)計中我受益匪淺，收獲頗多，但從中 也發(fā)現(xiàn)了自己許多的不足