微機原理與接口技術課程設計-交通燈

1、<p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　2012 —2013 學年第 2 學期</p><p>　　課程名稱： 微機原理與接口技術 </p><p>　　設計題目： 電子交通燈設

2、計 </p><p>　　完成期限：自 2013 年 5 月 27 日至 2013 年 6 月 2 日共 1 周</p><p>　　指導教師（簽字）： 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主

3、任（簽字）： 年 月 日</p><p><b>　　交通燈的設計</b></p><p><b>　　一、設計目的</b></p><p>　　通過該設計，掌握8255并行接口芯片的使用和數碼管的使用，并掌握相應的程序設計和電路設計的技能。是對8

4、255并行接口芯片章節(jié)理論學習的總結和補充，為后續(xù)的硬件課程的學習打下基礎。</p><p><b>　　二、設計內容</b></p><p>　　交通燈分紅黃綠，紅燈禁止通行，黃燈減速，綠燈通行。南北方向和東西方向的紅綠黃燈由對應的2組LED表示，這6個LED燈由8255端口A控制。開始南北方向綠燈亮（東西方向應立即變?yōu)榧t燈），時間為60秒，時間到0后，黃燈亮3秒后

5、（東西方向紅燈的時間為63秒），紅燈亮，時間為33秒（東西方向綠燈為30秒，黃燈為3秒）。</p><p><b>　　三、基本思想</b></p><p>　　1．用實驗系統(tǒng)8255A實現對信號燈的控制（所用端口：A端口， B端口，C端口）；2位數碼LED顯示用8255A實現控制。</p><p>　　2. 用程序段以實現要求的定時。<

6、/p><p>　　3. 用實驗系統(tǒng)的發(fā)光二極管模擬紅綠黃燈。</p><p>　　注：8255A的端口地址為：端口A-300H、端口B-301H、端口C—302H、 控制端口-303H</p><p><b>　　四、技術原理</b></p><p>　　1、交通燈分紅黃綠，紅燈禁止通行，黃燈減速，綠燈通信。開始南北方向綠燈

7、亮（東西方向應立即變?yōu)榧t燈），時間為60秒，時間到0后，黃燈亮3秒后（東西方向紅燈的時間為63秒），紅燈亮，紅燈為33秒。東西方向綠燈為此0秒，黃燈為3秒。</p><p>　　2、延時1秒可以采用軟件延時實現。</p><p>　　3、8255端口A與LED連接圖如圖</p><p>　　數碼管由8255端口B和端口C聯合控制，端口負責控制某個數碼管中的那些段碼的

8、顯示和小數點的顯示（PB7）。端口C的PC4，PC5，PC6發(fā)送的信號通過譯碼后，負責選擇6個數碼管中的1個顯示，即某時刻只有1個數碼顯示，如果要讓幾個同時顯示，則采用來回掃描顯示的方法，且當某個數碼管顯示時，必須要有一定的延時，約在100ms左右，太短顯示不明顯（發(fā)光不夠），太長會產生閃爍。數碼管的控制如下圖所示：</p><p>　　5.本實驗用到了8255A芯片，它是Intel系列中的并行接口芯片。由于它是

9、可編程的，可以通過軟件來設置芯片的工作方式，所以，用它連接外部設備時，通常不需要再附加外部電路。</p><p>　　6. 8255A有三個8位的端口Ａ，端口Ｂ，端口Ｃ。在方式0下工作時，它們都是基本的輸入輸出口，要注意該方式下是單向傳輸的。</p><p>　　8255A的控制字如下圖所示</p><p>　　圖4.1 8255A的控制字</p>&

10、lt;p><b>　　其中：</b></p><p>　　D6D5是A組方式選擇，00為方式0，01為方式1，1×為方式2；</p><p>　　D4表端口Ａ工作方式，0為輸出，1為輸入；　</p><p>　　D3表示PC7-PC4，1為輸入，0為輸出；</p><p>　　D2表B組方式選擇，0為方式

11、0，1為方式1；</p><p>　　D1表端口B工作方式，1為輸入，0為輸出；</p><p>　　D0表示PC3-PC0,1為輸入，為輸出?！?lt;/p><p>　　本實驗中用到了8255A的端口A，端口C、端口C它們都工作在方式0下，因此控制字為80Ｈ。端口B與數碼管相連用來作交通燈的倒計時，而端口Ｃ用來控制數碼管是否被選中,端口A用來表示交通燈的二極管是否亮。

12、</p><p><b>　　電路圖如下所示</b></p><p>　　圖4.2 8255A電路圖</p><p>　　7.實驗臺上的七段數碼管為共陰型接法，段碼采用同相驅動方式，輸入端加高電平時被選中的數碼管亮，位碼加反相驅動器，位碼輸入端為高電平表示該位被選中。</p><p>　　如下表所示就是我們實驗要用到的七

13、段數碼管的字型代碼表，在程序中通過查這個字型代碼表就可以將八進制的代碼順利轉換成十六進制的代碼。</p><p>　　表4.1 七段數碼管的字型代碼表</p><p>　　五、提出問題與解決問題</p><p><b>　　1.問題1</b></p><p>　　由于對交通燈的規(guī)則不是特別清楚，照成所寫的程序與正確的交通

14、燈顯示有誤差，正確的思想應該是有一個方向的紅綠燈來控制另一個方向的紅綠燈，并且紅綠轉換的時候要通過黃燈閃爍來提示。</p><p><b>　　2.問題2</b></p><p>　　據AL及BX指向數據表查表換值后，AL中并沒有取到正確的所需段碼。</p><p>　　原因解釋：查表換值前AL當中的值為16進制的值，而要實現正確的循環(huán)查表換值

15、，必須對AL當中的值進行BCD碼的轉換。</p><p>　　解決方法：通過DAS指令實現AL寄存器中的值的BCD碼轉換。</p><p><b>　　3.問題3</b></p><p>　　正確將上一計數值個位十位段碼先后寫入8255A端口后，經過近似一秒的延時，只寫入了下一計數值的個位段碼，電路實現時就只顯示出了個位的值。</p>

16、;<p>　　原因解釋：由于實驗設施的限制，兩位數的顯示要靠”掃描”來實現,具體”掃描”顯示的實現見問題(1)的解決方法。</p><p>　　解決方法：經過近似一秒的延時后，先寫入下一計數值的個位段碼，經掃描延時，再寫入十位的段碼值。</p><p><b>　　六、軟件實現</b></p><p><b>　　1.主

17、程序流圖</b></p><p>　　圖7.1 主程序流圖</p><p><b>　　七、總結與心得</b></p><p>　　這次課程設計從基礎知識的上機實際操作做起，按許老師的課程設計的要求和規(guī)格的文檔仔細的研究了自己技術方面的問題，同時瀏覽 學習了老師已經實現的內容再開始著手課程設計的整體規(guī)劃的。總的說來，準備工作做得很充

18、分，這為以后的課程設計的實現打下了很好的基礎。</p><p>　　這次課程設計的主要任務是根據課堂所學知識，運用8255A進行交通燈控制的設計。按照設計的要求，我查閱了相關的資料，先設計出了單元電路，在此基礎上設計出了整個系統(tǒng)的電路圖。通過此次課程設計，我對8255A、8253的工作方式有了深刻的理解和認識，更重要的是對微機原理這門課程有了進一步的認識，加深了理解，鞏固了所學的的知識，在設計時要考慮到8255A

19、，通過查閱很多資料，拓展了知識面，在這一過程中，我也學到了很多東西。在設計時，根據要求選擇合適的工作方式顯得十分的重要。 </p><p>　　第二階段，我們分工合作，分別實現了組長分配的任務，同時在遇到問題時相互討論，幫助，在這樣的反復磨合下，我們失敗又成功，又因為系統(tǒng)的不穩(wěn)定成功又失敗。終于，老師要求的全部內容都得以實現，組里的成員都覺得心里很充實。這是我們大學學習當中少有的實踐課程，是我們將學到的理論知識實

20、際化的一次有收獲的生產。在以后的有關系統(tǒng)設計開發(fā)當中，這次實踐的內容會是我們很好的借鑒與學習的經歷。 </p><p>　　在整個系統(tǒng)修改的過程中，明顯感覺到自己動手能力不強，自己想的總是不那么快的容易實現，但也因為如此，學到了不少的問題的分析和解決的能力。最明顯的一點是，在運行時如果再出現問題就沒以前那么煩躁，反而變得冷靜而樂觀：問題不大。</p><p><b>　　附程序

21、清單</b></p><p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　DATA ENDS</b></p><p>　　STACK SEGMENT</p><p

22、>　　DB 200 DUP(?)</p><p>　　STACK ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p>　　START:MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX<

23、/b></p><p>　　MOV AL,10000000B</p><p>　　MOV DX,303H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV BX,OFFSET LED</p><p>　　MOV AL,00110000B</p>

24、<p><b>　　NOT AL</b></p><p>　　MOV DX,300H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AH,59H</p><p><b>　　CALL DJS</b></p><

25、;p>　　MOV AL,01010000B</p><p><b>　　NOT AL</b></p><p>　　MOV DX,300H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV AH,3H</b></p>

26、<p><b>　　CALL DJS</b></p><p>　　MOV AL,10000100B</p><p><b>　　NOT AL</b></p><p>　　MOV DX,300H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p>

27、<p>　　MOV AH,33H</p><p><b>　　CALL DJS</b></p><p>　　MOV AL,10001000B</p><p><b>　　NOT AL</b></p><p>　　MOV DX,300H</p><p><b

28、>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV AH,3H</b></p><p><b>　　CALL DJS</b></p><p><b>　　JMP START</b></p><p>　　MOV AH,4CH</p>

29、<p><b>　　INT 21H</b></p><p><b>　　DJS PROC</b></p><p>　　S:MOV DI,60</p><p>　　P:MOV AL,0H</p><p>　　MOV DX,302H</p><p><b>

30、;　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV AL,AH</b></p><p>　　AND AL,0FH</p><p><b>　　XLAT</b></p><p>　　MOV DX,301H</p><p><b>　　OU

31、T DX,AL</b></p><p>　　CALL DELAY</p><p>　　MOV AL,10H</p><p>　　MOV DX,302H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　MOV AL,AH</b>&

32、lt;/p><p>　　AND AL,0F0H</p><p><b>　　MOV CL,4</b></p><p><b>　　SHR AL,CL</b></p><p><b>　　XLAT</b></p><p>　　MOV DX,301H</p

33、><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DELAY</p><p><b>　　DEC DI</b></p><p><b>　　JNZ P</b></p><p><b>　　MOV AL,AH</b

34、></p><p><b>　　DEC AL</b></p><p><b>　　DAS</b></p><p><b>　　MOV AH,AL</b></p><p><b>　　JNZ S </b></p><p><

35、;b>　　RET</b></p><p><b>　　DJS ENDP</b></p><p>　　DELAY PROC</p><p><b>　　PUSH SI</b></p><p><b>　　PUSH DI</b></p><p&

36、gt;<b>　　MOV SI,0</b></p><p>　　P3:MOV DI,200</p><p>　　P2:DEC DI </p><p><b>　　JNZ P2</b></p><p><b>　　DEC SI</b></p><p>

37、<b>　　JNZ P3</b></p><p><b>　　POP DI</b></p><p><b>　　POP SI</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY ENDP</p><p&g