微機課程設計--交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設計

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文檔簡介

1、　　課程設計說明書　　題目交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設計 　　課程名稱微機原理及應用A 　　院（系、部、中心）電力工程學院 　　專業(yè) 電力工程

2、及其自動化 　　班級 　　學生姓名 　　學號 　　設計地點 　　指導教師

3、 　　設計起止時間：2013 年3月10 日至 15 日　　目錄　　一、課程設計任務書　?。ㄒ唬┱n程設計應達到的目的--------------------------------------3</

4、p>　　（二）課程設計題目及要求----------------------------------------3　?。ㄈ┱n程設計任務及工作量的要求--------------------------------4　?。ㄋ模┲饕獏⒖嘉墨I---------------------------------------------

5、-4　?。ㄎ澹┱n程設計進度安排------------------------------------------5　?。┏煽兛己?-------------------------------------------------5　　二、課程設計說明書

6、;　　（一）課程設計目的------------------------------------------6　?。ǘ┱n程設計實驗設備--------------------------------------6　　（三）設計思路與功能描述------------------------------------6

7、;　　（四）電路原理圖及其說明------------------------------------7　?。ㄎ澹┙Y(jié)構(gòu)框圖----------------------------------------------9　　（六）系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法----------------------------9

8、　　（七）運行情況和結(jié)論----------------------------------------9　?。ò耍┰闯绦蚯鍐?-------------------------------------------9　?。ň牛┬牡门c體會-------------------------------------------16</p

9、>　　三、附錄：　?。ㄒ唬┙煌裟M圖-----------------------------------------16　?。ǘ﹨⒖嘉墨I---------------------------------------------17<b&

10、gt;　　課程設計任務書　　課程設計說明書　　一、課程設計的目的　　1 掌握可編程接口芯片8255、8253的應用和初始化編程方法。 　　2 進一步

11、掌握8086/88匯編語言程序設計方法。　　3 學習并掌握多重循環(huán)嵌套程序的設計，掌握指令執(zhí)行時間的計算和軟件延時程序的設計。　　二、實驗的設備　　1 裝有星研集成環(huán)境軟件的計算機一臺 　　2 Star實驗箱一臺

12、　　三、設計思路與功能描述　　1、設計要求： 　　設計一個十字路口的交通信號燈（由實驗儀的LED發(fā)光二極管模擬）。　　采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸入K8控制開關信號；　　用8253硬件

13、定時，軟件查詢方式實現(xiàn)如下功能：　　白天模式：①東西方向和南北方向各放行10秒。綠燈轉(zhuǎn)紅燈前黃燈閃爍4秒。　?、贚ED數(shù)碼顯示器顯示倒數(shù)計時，從9倒數(shù)到0；倒數(shù)到4時黃燈亮。　　夜間模式：兩個方向黃燈閃爍，綠燈和紅燈不亮。　　2、設計思路：</b&

14、gt;　　（1）8255：　　分析：　　本設計中，交通信號燈的燈光變化和數(shù)碼顯示通過8255實現(xiàn)控制。　　PA口用于輸出信號控制燈光的變化（D6D5=00，D4=0），PB口用于輸出信號控制數(shù)碼管

15、的顯示（D2=0，D1=0），PC0用于輸入K8的控制開關信號，PC1用于輸入用于硬件延時的方波信號（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。　　8255輸入/輸出信號如下表所示：　　燈光顯示：送低電平則燈亮，送高電平則燈滅。　　b.LED

16、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。　　a～dp段發(fā)亮條件：對應位輸入1，見下表所示：　　白天模式：數(shù)碼管工作，PC7送0，即應輸入0×××××××B　　夜晚模式：數(shù)碼管工作，PC7送1，即應輸入1××

17、×××××B　　（2）8253：　?、俳煌ㄐ盘枱袅痢绲臅r間及數(shù)碼管的倒計時間隔都通過8253控制。　　8253工作方式3，通道0，采用10進制（BCD=1），分頻系數(shù)設置為3906，故初始化時命令字為00110111B=37

18、H。CLK0接3906Hz時鐘信號，GATE0接高電平，則OUT0輸出為頻率為2Hz方波。OUT0接8255-PC1。　　主程序通過查詢8255-PC1的狀態(tài)，獲知準確的定時信息。　?。?）白天和夜間模式的切換：　　通過8255讀取PC0的狀態(tài)后，用軟件判斷是執(zhí)行白天還是夜間模式。<

19、p>　　使用IN指令，將PC的狀態(tài)送入寄存器AL，將PC70狀態(tài)送入了AL的D0中。由于只需判斷PC0的值，故將AL同00000001B相與。使用JZ判斷，若結(jié)果為1，即PC0為0，則轉(zhuǎn)白天模式，否則順序執(zhí)行夜間模式。　　通過使用循環(huán)語句，使得每執(zhí)行完一次白天或夜間模式，都重新對PC0的狀態(tài)進行一次判斷。一旦撥動切換開關K8，就能及時切換交通燈運行模式。<p&

20、gt;　?。?）硬件延時：　　讀取PC1的狀態(tài)，判斷是否為0，直到發(fā)生跳變?yōu)?，此過程執(zhí)行時間為半個周期即0.25s。繼續(xù)讀取PC1的狀態(tài)，判斷是否為1，直到發(fā)生跳變?yōu)?，此過程執(zhí)行時間為半個周期即0.25s。故判斷PC1發(fā)生兩次跳變的程序執(zhí)行一次所用時間就為0.5s。將此作為延遲子程序，實現(xiàn)延時的效果。<b&

21、gt;　　3、功能描述：　　（1）假設在一個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。　　（2）夜間工作時A道(東西方向)和B道(南北方向)只有黃燈閃爍。用一開關控制白天黑夜。<

22、/p>　　四、電路原理圖及其說明　　8255：PA口，輸出，控制LED燈　　PB口，輸出，控制數(shù)碼管顯示數(shù)字　　PC0，輸入，反映開關狀態(tài)　　PC1，輸入，送入8253產(chǎn)生的2Hz方波　　PC7，輸出，

23、控制數(shù)碼管工作與否　　8253：OUT0，輸出，輸出方波給8255　　CLK0，輸入，送入固有頻率3906Hz　　電路圖如下：　　電路接線實物圖：<

24、b>　　五、結(jié)構(gòu)框圖　?。?）主程序：　　Y　　N　?。?）硬件延時0.5秒鐘子程序：&l

25、t;b>　　Y　　N　　Y　　N　　六、系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法　?。?）遇到的問題：剛

26、開始調(diào)試的時候程序能編譯成功，但運行起來燈閃爍錯亂，數(shù)碼管顯示也不對。　　解決的辦法：檢查發(fā)現(xiàn)，接線端口插錯位，導致與程序不一致。改正接口后，運行結(jié)果就基本正確了。　?。?）遇到的問題：程序有錯誤，顯示超出范圍。 　　解決的方法：因程序太長，無法跳回，我們在程序中間設了幾個站點，如aa,bb,cc，用JMP無條件

27、轉(zhuǎn)，解決了該問題。　　七、運行情況和結(jié)論　?、俦敬卧O計基本完成了任務書中所要求的功能，在此基礎上還達到了撥動開關能立即轉(zhuǎn)換狀態(tài)的功能。　　②有待改進之處：　　延時程序不精確，最大存在0.5s的誤差

28、。　　八、源程序清單　　code segment　　assume cs:code　　go:mov al,10000001b ;8255初始化　　mov dx,0f003h</

29、p>　　out dx,al　　mov al,00110111b ;8253初始化　　mov dx,0e003h　　out dx,al　　mov al,53h

30、 ;使用硬件8253延時0.5秒鐘　　mov dx,0e000h　　out dx,al　　mov al,19h　　out dx,al

31、;　　l: mov dx,0f002h ;判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　je ll ;結(jié)果為0則轉(zhuǎn)白天　　mov al, 80h

32、 ;未選中PC7，不工作　　mov dx,0f002h　　out dx,al　　mov al,10111011b ;夜間黃燈閃爍，使燈全都亮　　mov dx,0f000h

33、;　　out dx,al　　call delay　　mov al,11111111b ;使得燈都滅掉　　mov dx,0f000h　　out dx,al<

34、p>　　call delay　　jmp l　　ll: mov dx,0f002h ;選中PC7，工作　　mov al,7fh　　out dx,al&

35、lt;p>　　mov al,01101111b ;南北綠燈，東西紅燈（9s-4s）　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call a　　call b

36、 ;南北黃燈，東西紅燈（3s-1s閃爍）　　mov al,11010111b ;南北紅燈，東西綠燈（9s-4s）　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call a<

37、;/b>　　call c ;南北紅燈，東西黃燈（3s-1s閃爍）　　jmp l　　mov ah,4ch　　int 21h

38、;　　delay proc ;8253延時0.5秒鐘　　m: mov dx,0f002h ;PC1接8253的OUT0　　in al,dx　　and al,02h　　jz

39、m ;等于"0"時則轉(zhuǎn)，等待高電平　　n: mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,02h　　jnz n ;等于&qu

40、ot;1"時則轉(zhuǎn)，等待低電平　　ret　　delay endp　　aa: jmp l ;無條件轉(zhuǎn)l　　a proc

41、　　mov al,6fh ;數(shù)碼管顯示"9"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay ;共延時1s

42、　　call delay　　mov dx,0f002h ; 判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　jnz l

43、　　mov al,7fh ;數(shù)碼管顯示"8"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay ;共延時1

44、s　　call delay　　mov dx,0f002h ; 判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　cmp

45、 al,0h　　jnz aa ;為1轉(zhuǎn)aa　　mov al,07h ;數(shù)碼管顯示"7"　　mov dx,0f001h　　o

46、ut dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h<p

47、>　　cmp al,0h　　jnz aa　　mov al,7dh ;數(shù)碼管顯示"6"　　mov dx,0f001h

48、　　out dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h&l

49、t;p>　　cmp al,0h　　jnz aa　　jmp z　　bb: jmp aa　　z: mov al,6dh

50、 ;數(shù)碼管顯示"5"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h

51、　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz aa　　mov al,66h

52、 ;數(shù)碼管顯示"4"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h</p&

53、gt;　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz bb　　ret

54、　　a endp　　b proc　　mov al,4fh ;數(shù)碼管顯示"3"　　mov dx,0f001h&

55、lt;p>　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay<

56、;/p>　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h</p&

57、gt;　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz bb　　mov al,5bh

58、 ;數(shù)碼管顯示"2"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h</p

59、>　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al<

60、;/b>　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h

61、　　jnz bb　　jmp y　　cc: jmp bb　　y: mov al,06h ;數(shù)碼管顯示"1"　　mov

62、 dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al

63、　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay<p

64、>　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　jnz cc　　mov al,3fh ;數(shù)碼管顯示"0&q

65、uot;　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h

66、　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al<p&

67、gt;　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　jnz cc　　ret<

68、;/b>　　b endp　　c proc　　mov al,4fh ;數(shù)碼管顯示"3"　　mov dx,0f001h<

69、;/p>　　out dx,al　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al

70、　　call delay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　m

71、ov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz cc<b

72、>　　jmp x　　ddd: jmp cc　　x: mov al,5bh ;數(shù)碼管顯示"2"　　mov dx,0f001h　　out dx,al&

73、lt;/p>　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b

74、 ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx&l

75、t;/b>　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz ddd　　mov al,06h ;數(shù)碼管顯示"1"<

76、/p>　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx

77、,al　　call delay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　c

78、all delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz ddd&l

79、t;/b>　　mov al,3fh ;數(shù)碼管顯示"0"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b

80、 ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗

81、mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h<

82、/p>　　cmp al,0h　　jnz ddd　　ret　　c endp　　code e

83、nds　　end go　　九、心得與體會　　通過一周的課程設計，我覺得我收獲了很多。首先我對于微機原理有了更加深刻的理解，真的的意識到了這門學科在實際生活中的應用。設計的過程中，我熟悉了芯片8253、8255 的功能和應用，學會了用匯編

84、語言設計程序。在設計過程中，發(fā)現(xiàn)自己對老師課上所講的許多知識點理解不透徹，概念比較模糊。通過一遍遍的研究、查找相關的資料，總算對8253和8255有了一定的認識，對芯片的初始化和命令字，以及地址和控制口的理解也更加深入。 　　本次課程設計提高我們的自學能力和合作精神。從理解開始，不斷思考，同時和老師同學們交流看法，在編程的過程中遇到了許多細節(jié)方面的問題，我們通過討論一起解決

85、了問題，最終完成要求。靈活運用課堂所學，軟硬件相結(jié)合，這是本次設計的要求，也是我們此次的最大收獲，希望以后可以把專業(yè)的知識運用到更多的領域中去。　　附錄　　1、參考文獻　　[1] 李干林. 《STAR ES598PCI實驗儀微機原理實驗

86、指導書》[M] .南京工程學院,2008.　　[2] 韓念杭. 微型計算機原理實驗指導書 [M] .南京工程學院,2004.　　[3] 鄭學堅,周斌. 微型計算機原理及應用[M] . 北京:清華大學出版社,2001.　　[4] 朱定華等. 微型計算機原理及應用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005.</p

87、>　　[5] 李繼燦.新編16/32微型計算機原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2004　　[6] 戴梅萼,史嘉權. 微型計算機技術及應用[M] . 北京:清華大學出版社,1996.　　2、實物圖　　南北紅，東西綠

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