微機原理課程設(shè)計---交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p>　　課程設(shè)計說明書(論文)</p><p>　　題 目 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p>　　課 程 名 稱 微機原理及應(yīng)用A </p><p>　　院（系、部、中心） 電力學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p>

2、<p>　　班 級 電力093 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　設(shè) 計 地 點 </p><p>

3、;　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　設(shè)計起止時間：2012年 6月 4日至 10 日</p><p>　　目 錄</p><p>　　一、課程設(shè)計任務(wù)書3</p><p>　　(一)課程設(shè)計應(yīng)達到的目的3</p><p>　　(二)課程設(shè)計題目及要求3

4、</p><p><b>　　1、功能要求：3</b></p><p><b>　　2、難度要求：3</b></p><p>　　(三)課程設(shè)計任務(wù)及工作量的要求4</p><p><b>　　1、預(yù)習(xí)要求：4</b></p><p>　　2、設(shè)

5、計報告要求：4</p><p>　　3、課程設(shè)計說明書裝訂順序及主要內(nèi)容如下：4</p><p>　　(四)主要參考文獻4</p><p>　　(五)課程設(shè)計進度安排5</p><p>　　(六)成績考核辦法5</p><p>　　二、設(shè)計的思路、任務(wù)、所使用的設(shè)備6</p><p>

6、;　　(一)課程設(shè)計的目的6</p><p>　　(二)實驗的設(shè)備6</p><p>　　(三)課程設(shè)計的任務(wù)6</p><p><b>　　三、設(shè)計思路6</b></p><p>　　(一)電路接線方案6</p><p><b>　　(二)芯片原理7</b>&l

7、t;/p><p><b>　　(三)功能描述9</b></p><p>　　四、流程圖及源程序清單9</p><p>　?。ㄒ?流程圖說明---------------------------------------------------9</p><p>　　1、流程圖說明----------------------

8、-----------------------------9</p><p>　　2、流程圖-------------------------------------------------------9</p><p>　　3、電路原理圖---------------------------------------------------11</p><p>　　

9、4、電路說明-----------------------------------------------------12</p><p>　　(二)源程序清單-13</p><p>　　五、編譯與連接17</p><p>　　六、心得與體會17</p><p>　　參考文獻-------------------------------

10、-----------------------------------------------------------------17</p><p>　　二、設(shè)計的目的、任務(wù)、所使用的設(shè)備</p><p>　　(一)課程設(shè)計的目的</p><p>　　1 掌握可編程接口芯片8255、8253的應(yīng)用和初始化編程方法。 </p>

11、<p>　　2 進一步掌握8086/88匯編語言程序設(shè)計方法。</p><p>　　3 學(xué)習(xí)并掌握多重循環(huán)嵌套程序的設(shè)計，掌握指令執(zhí)行時間的計算和軟件延時程序的設(shè)計。</p><p><b>　　(二)實驗的設(shè)備</b></p><p>　　1 裝有星研集成環(huán)境軟件的計算機一臺 </p><p>　　2

12、Star實驗箱一臺</p><p>　　(三)課程設(shè)計的任務(wù)</p><p>　　本次課程設(shè)計進行交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p><b>　　三、設(shè)計思路：</b></p><p>　　(一)電路接線方案：</p><p>　　設(shè)計任務(wù)中的A道代表東西方向，B道代表南北方向。<

13、;/p><p>　　交通信號燈由實驗儀的LED發(fā)光二極管模擬，由8255-PA輸出控制：見下表。</p><p>　　帶時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）</p><p>　　注：1）、8255-PA輸出方式可根據(jù)實驗設(shè)備紅綠黃燈具體位置改變</p><p>　　2）、采用軟件延時，則8255的PC1不用

14、接8253-OUT0。</p><p><b>　　定時問題</b></p><p><b>　?。?）硬件定時</b></p><p>　　用8253#0工作方式3，分頻器工作方式， 分頻系數(shù)設(shè)置為1953，CLK0接1953Hz時鐘信號，GATE0接高電平，則OUT0輸出為頻率為1Hz方波。OUT0接8255-PC1。

15、主程序通過查詢8255-PC1的狀態(tài)，獲知準確的定時信息。</p><p><b>　?。?）軟件定時</b></p><p>　　使用軟件延時方法，設(shè)計延時子程序，達到延時1秒鐘的目的。</p><p><b>　　(二)芯片原理</b></p><p>　　8255A的工作原理</p>

16、;<p>　　8255A有三種工作方式，在本次設(shè)計中我們用的是方式0。方式0是基本的輸入輸出工作方式，其控制字格式如下圖所示。</p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p><b>　　1=輸入，0=輸出</b></p

17、><p>　　8255A芯片結(jié)構(gòu)圖：</p><p><b>　　方式0有以下特點：</b></p><p>　　任何一個斷口都可以用作輸入或者輸出</p><p>　　有A口，B口，C口高4位與C口低4位組合成16中不同的輸入輸出組態(tài)。方式0的使用場合有兩種：同步傳送；查詢式傳送。同步傳送時，對接口的要求很簡單，只要能傳送

18、數(shù)據(jù)就行。但在查詢傳送時，需要有應(yīng)答信號。通常，將A口和B口作為數(shù)據(jù)端口，而C口的4位規(guī)定為控制信號的輸出口，另外4位規(guī)定為狀態(tài)輸入口，這樣用C口配合A口和B口的工作。</p><p>　　本次設(shè)計中，我們采用C端口作為輸出口。</p><p>　　8255A的端口地址為A口—60H B口—61H C口—62H</p><p><b>　

19、　8253的工作原理</b></p><p>　　8253有六種工作方式，在本次設(shè)計中我們用的是方式3，計數(shù)器2。方式3是方波頻率發(fā)生器方式，其控制字格式如下圖所示。</p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　825

20、3芯片結(jié)構(gòu)圖：</p><p><b>　　方式3有以下特點：</b></p><p>　　輸出為方波或者對稱的矩形波</p><p>　　當寫入控制字后，OUT端輸出低電平作為起始電平，裝入計數(shù)初值n后，OUT輸出端變?yōu)楦唠娖健?lt;/p><p>　　本次設(shè)計中，我們就是采用的是先檢測低電平，然后檢測高電平算一個周期的時

21、間。</p><p>　　8253的端口地址為計數(shù)器0—40H 計數(shù)器1—41H 計數(shù)器2—42H 控制口—43H</p><p>　　（3） 在本次課程設(shè)計中，延時的方法是硬件延時，也就是每執(zhí)行一條指令都學(xué)要一定的時間，這個時間是有調(diào)用延時子程序產(chǎn)生的。</p><p><b>　　(三)功能描述：</b></p>

22、<p>　　假設(shè)在一個A道(東西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安裝有自動信號燈。當A道和B道均有車輛要求通過時，A道和B道輪流放行。A道放行10秒鐘，B道再放行10秒鐘，依次輪流。綠燈轉(zhuǎn)換紅燈前黃燈閃爍4s。</p><p>　　夜間工作時A道(東西方向)和B道(南北方向)只有黃燈閃爍。用一開關(guān)控制白天黑夜。</p><p><b>　　四、流程圖及源程序<

23、;/b></p><p>　　硬件延時1秒鐘子程序：</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p&

24、gt;<p><b>　　參考流程圖：</b></p><p><b>　　主程序：</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　。</b><

25、/p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　相關(guān)外設(shè)員立即接線圖</p><p>　　2．7 B2區(qū)：邏輯筆、頻率發(fā)生器</p><p>

26、　　邏輯筆： 測試接口，輸入</p><p><b>　　測量信號</b></p><p>　　綠燈(DS13)：高電平點亮</p><p>　　紅燈(DS14)：低電平點亮</p><p>　　兩燈同時亮：頻率信號</p><p><b>　　邏輯筆電路原理圖</b>

27、</p><p>　　頻率發(fā)生器電路原理圖</p><p>　　4M：輸出4MHZ頻率信號</p><p>　　其他端口輸出的信號頻率與端口下標識的數(shù)值一致</p><p>　　G6區(qū)：發(fā)光管、按鍵、開關(guān)</p><p><b>　　開關(guān)電路原理圖</b></p><p>

28、;　　JP80：開關(guān)控制接口；閉合－0信號，斷開－1信號</p><p><b>　　發(fā)光管電路原理圖</b></p><p>　　JP65：發(fā)光管控制接口，0－燈亮，1－燈滅</p><p>　　G5區(qū)：鍵盤&LED</p><p><b>　　程序:</b></p>&l

29、t;p>　　data segment ；定義數(shù)據(jù)段</p><p>　　k8255a equ 0f000h</p><p>　　k8255b equ 0f001h</p><p>　　k8255c equ 0f002h</p><p>　　k8255ctrl equ 0f003h&

30、lt;/p><p>　　k82530 equ 0e000h</p><p>　　k82531 equ 0e001h</p><p>　　k82532 equ 0e002h</p><p>　　k8253ctrl equ 0e003h</p><p><b>　　data ends</b></p&

31、gt;<p>　　code segment</p><p>　　assume cs:code,ds:data</p><p>　　go:mov ax,data</p><p>　　mov ds,ax ；數(shù)據(jù)段，堆棧段初始化</p><p>　　mov al,81h

32、 ；8255工作方式初始化</p><p>　　mov dx,k8255ctrl</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,11111111b ;8255輸出數(shù)據(jù)初始化</p><p

33、>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,00110111b ；8253初始化</p><p>　　mov dx,k8253ctrl </p>

34、<p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,53h ；使用硬件8253延時1s</p><p>　　mov dx,k82530</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p

35、>　　mov al,19h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　test1: mov dx,k8255c ；判斷工作在夜間1，在白天0 </p><p><b>　　in al,dx</b></p><p&g

36、t;　　and al,01h</p><p>　　cmp al,0h ；ZF=1，輸入為0，則轉(zhuǎn)</p><p>　　je next ；結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)白天</p><p>　　mov dx，k8255c

37、 ;數(shù)碼管滅</p><p>　　mov al,80h</p><p>　　out dx,al </p><p>　　mov al,10111011b ；夜間黃燈閃爍，黃燈全亮</p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　

38、　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,11111111b ；黃燈全滅 </p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p&

39、gt;<p>　　call delay</p><p><b>　　jmp test1</b></p><p>　　next:mov dx,k8255c ;數(shù)碼管亮，可以顯示時間</p><p>　　mov al,7fh</p><p><b>

40、;　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,01101111b ；南北綠燈，東西紅燈（9s-4s） </p><p>　　mov dx,k8255a</p><p>　　out dx,al</p><p>　　call pla

41、y </p><p>　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮，東西紅燈 </p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b><

42、/p><p>　　call yr ；（3s-1s黃燈閃爍） </p><p>　　mov al,11010111b ；南北紅燈，東西綠燈（9s-4s） </p><p>　　mov dx,k8255a </

43、p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call play</p><p>　　mov al,11011011b ；南北紅燈，東西黃燈亮 </p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><

44、b>　　out dx,al</b></p><p>　　call ry ；（3s-1s黃燈閃爍）</p><p><b>　　jmp test1</b></p><p>　　mov ah,4ch</p><p><b>

45、　　int 21h</b></p><p>　　delay proc ；8253延時1s </p><p>　　ll: mov dx,k8255c ；PC1接8253的OUT0</p><p><b>　　in al,dx

46、</b></p><p>　　and al,02h</p><p>　　jz ll ；等于“0”則轉(zhuǎn)，等待高電平</p><p>　　lll: mov dx,k8255c </p><p><b>　　in al,dx<

47、;/b></p><p>　　and al,02h</p><p>　　jnz lll ；等于“1”則轉(zhuǎn)，等待低電平</p><p><b>　　ret </b></p><p>　　delay endp</p><p>　

48、　play proc</p><p>　　mov al,6fh ；數(shù)碼管顯示“9”</p><p>　　mov dx,k8255b </p><p><b>　　out dx,al</b>&

49、lt;/p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,7fh ；數(shù)碼管顯示“8” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><

50、;b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,07h ；數(shù)碼管顯示“7” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al&l

51、t;/b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,7dh ；數(shù)碼管顯示“6”</p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p&

52、gt;　　call delay</p><p>　　mov al,6dh ；數(shù)碼管顯示“5” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　

53、call delay</p><p>　　mov al,66h ；數(shù)碼管顯示“4” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay&l

54、t;/p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　play endp</b></p><p><b>　　yr proc</b></p><p>　　mov al,4fh ；數(shù)碼管顯示“3”

55、 </p><p>　　mov dx,k8255b </p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,5bh ；數(shù)碼管顯示“2”

56、 </p><p>　　mov dx,k8255b </p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,11101111b ；南北黃燈暗，東西紅</p><p>　　mov

57、dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,06h ；數(shù)碼管顯示“1” </p><p>　　mov dx,k8255b</p

58、><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,10101111b ；南北黃燈亮，東西紅</p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p>&l

59、t;p>　　call delay</p><p>　　mov al,3fh ；數(shù)碼管顯示“0” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,111

60、01111b ；南北黃燈暗，東西紅</p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p><b>　　ret</b></p>&

61、lt;p><b>　　yr endp</b></p><p><b>　　ry proc</b></p><p>　　mov al,4fh ；數(shù)碼管顯示“3” </p><p>　　mov dx,k8255b

62、 </p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,5bh ；數(shù)碼管顯示“2” </p><p>　　mov dx,k8255b

63、 </p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,11011111b ；東西黃燈暗，南北紅</p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out

64、dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,06h ；數(shù)碼管顯示“1” </p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b>&

65、lt;/p><p>　　mov al,11011011b ；東西黃燈亮，南北紅</p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　m

66、ov al,3fh ；數(shù)碼管顯示“0”</p><p>　　mov dx,k8255b</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,11011111b ；東西黃燈暗，南北紅&l

67、t;/p><p>　　mov dx,k8255a</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　ry endp</b></p&g

68、t;<p>　　code ends ；結(jié)束程序</p><p><b>　　end go</b></p><p><b>　　五、編譯與連接</b></p><p>　　1、編程完成后，要將其與實驗箱連接，首先要對星研軟件進行設(shè)置，設(shè)置

69、成與微機實驗箱相對應(yīng)的模式；</p><p>　　2、對編好的程序進行編譯和連接，檢查有無錯誤，如有錯誤需根據(jù)提示來進行改正，直至正確無誤后進行下一步，有少量的警告也可繼續(xù)進行；</p><p>　　3、進入到運行階段，用全速運行觀察看是否能達到預(yù)期效果，若不能達到預(yù)期效果，又檢查不出錯誤的情況下，可以用單步運行來檢查問題到底出在何處，以便改正。</p><p>&

70、lt;b>　　六、心得與體會</b></p><p>　　在為期一周的微機原理課程設(shè)計中，不但讓我對本學(xué)期微機原理這門課程有了回顧復(fù)習(xí)的機會，也讓我對這門課程有了更加深入的理解，并且在自己思索設(shè)計的同時能夠靈活使用使這些理論知識，提高了綜合性的學(xué)習(xí)水平。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，主要使用的就是8255和8253兩個芯片，這也是在課堂上最近才學(xué)習(xí)到的，所以通過

71、對其編程設(shè)計，讓其能夠?qū)崿F(xiàn)各自的功能，讓我們不但能更加熟悉這些匯編語言，也更直觀清晰的看到8255,8253兩個芯片功能的實現(xiàn)。</p><p>　　其實這個課程設(shè)計我完成的并不輕松，首先要根據(jù)流程圖了解整個交通燈程序大概的工作過程，并要清楚的知道各個工作過程中需要運用到的芯片及實現(xiàn)的工作方式。此外，要求熟悉地掌握之前學(xué)習(xí)的匯編語言，能夠根據(jù)我們所需要實現(xiàn)的功能以及使用的芯片進行靈活的設(shè)計和運用。當然，在設(shè)計的過

72、程中，我也會遇到各種不同的問題，這就需要向同學(xué)和老師請教，一起來解決。這樣不但提升了我們自己的動手能力，也增加了我們團結(jié)合作的精神。</p><p>　　在完成整個設(shè)計后，我又查閱了一些實驗指導(dǎo)書，看其他類型的不同程序的設(shè)計，對原本的程序進行了一些改進。對數(shù)據(jù)段進行了重新定義，讓每個芯片的接口都能夠在程序中一目了然，增加了程序的可讀性，讓我們在接線的過程中不會犯接錯端口的這種簡單的錯誤。</p>&

73、lt;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李干林. 《STAR ES598PCI實驗儀 微機原理實驗指導(dǎo)書》[M] .南京工程學(xué)院,2008.</p><p>　　[2] 韓念杭. 微型計算機原理實驗指導(dǎo)書 [M] .南京工程學(xué)院,2004.</p><p>　　[3] 鄭學(xué)堅,周斌. 微型計算機原理及應(yīng)用[M]

74、 . 北京:清華大學(xué)出版社,2001.</p><p>　　[4] 朱定華等. 微型計算機原理及應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[5] 李繼燦.新編16/32微型計算機原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[6] 戴梅萼,史嘉權(quán). 微型計算機技術(shù)及應(yīng)用[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,1996.&l