微機課程設計報告-交通燈系統(tǒng)設計

1、<p>　　《微機原理與接口技術》課程設計</p><p>　　題 目： 交通燈系統(tǒng)設計 </p><p>　　學院（系）： </p><p>　　年級專業(yè)： </p><p>　　學 號： <

2、/p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　學生姓名： 專業(yè)班級： </p><p>

3、;　　指導教師： 工作單位： </p><p>　　題 目:交通燈系統(tǒng)設計 </p><p><b>　　一、設計條件：</b></p><p>　　運用所學的微機原理和接口技術知識；</p><

4、;p>　　微機原理和接口技術實驗室的實驗箱設備。</p><p><b>　　二、主要任務: </b></p><p>　　該課程設計要求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,可隨意進行更改雙向的通行時間。具體要求如下：</p><p>　　1．東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1

5、分鐘；</p><p>　　2．1分鐘后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。</p><p>　　3．東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行20秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘；</p><p>　　4．南北方向放行20秒鐘后，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持

6、紅燈點亮。</p><p>　　5．南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉為東西方向車輛放行1分鐘。如此循環(huán)重復。</p><p>　　6. 嚴格按照課程設計說明書要求撰寫課程設計說明書。</p><p><b>　　三、時間安排：</b></p><p><b>　　目錄</b></p>

7、<p><b>　　前言- 4 -</b></p><p>　　一 設計要求與設計方案- 5 -</p><p>　　1.1實驗目的- 5 -</p><p>　　1.2 實驗內容- 5 -</p><p>　　1.3 交通燈設計方案的確定- 6 -</p><p>　　

8、1.4 設計思想- 6 -</p><p>　　1.4.1延時設計- 6 -</p><p>　　1.4.2計數(shù)器的設計- 6 -</p><p>　　二 具體設計- 7 -</p><p>　　2.1 8255A的工作原理及應用設計- 7 -</p><p>　　2.2 引腳信號- 8 -<

9、/p><p>　　2.3 8255A的 工作方式:- 9 -</p><p>　　三 流程圖- 9 -</p><p>　　3.1 交通燈流程圖- 9 -</p><p>　　四 源程序- 10 -</p><p>　　五 設計體會與小結- 12 -</p><p>　　六 參

10、考文獻- 13 -</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展，微型計算機得到了廣泛的應用，成為人們利用計算機設計和開發(fā)各種應用系統(tǒng)的基礎。交通燈是交通安全的關鍵，已廣泛應用于城鄉(xiāng)的十字路口，它的有無作為交通安全檢查的重要依據(jù)，是交通秩序正常進行的有力保障。</p><p>　　十字道口的紅綠燈

11、是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈—綠燈”轉換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”，每次只是以一定周期交替變化。但是，實際上不同時刻的車輛流通狀況是十分復雜的，是高度非線性的、隨機的，還經(jīng)常受人為因素

12、的影響。采用定時控制經(jīng)常造成道路有效應用時間的浪費，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當前道路上交通車輛數(shù)的實際情況變化，其最大的缺陷就在于當路況發(fā)生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞，導致城市交通效率的下降。目前，有一種使用“模糊控制”技術控制交通燈的方法。能夠根據(jù)十字路口兩個方向上車輛動態(tài)狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。</p>

13、<p>　　本次課程設計以固定的程序實現(xiàn)對交通燈實行控制，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,可隨意進行更改雙向的通行時間。此次課程設計還應熟練掌握微機系統(tǒng)與接口擴展電路的設計方法，熟練應用8086匯編語言編寫應用程序和實際設計中的硬軟件調試方法和步驟，熟悉微機系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法。</p><p>　　一 設計要求與設計方案</p><p

14、><b>　　1.1實驗目的</b></p><p>　　1. 了解交通燈管理的基本工作原理</p><p>　　2. 熟悉8255A并行接口的各種工作方式和應用</p><p>　　3. 掌握多位LED顯示問題的解決 </p><p><b>　　1.2 實驗內容</b></p>

15、;<p>　　（1）功能：實現(xiàn)交通信號燈的實時控制和管理</p><p><b>　?。?）具體要求：</b></p><p>　?、?東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈 同時點亮1分鐘；</p><p>　　② 1分鐘后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。&

16、lt;/p><p>　?、?東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行20秒鐘。即東 西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘；</p><p>　　④ 南北方向放行20秒鐘后，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。</p><p>　?、?南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉為東西方向車輛放行1分鐘。如此循環(huán)重復。</p

17、><p>　　⑥ 嚴格按照課程設計說明書要求撰寫課程設計說明書。</p><p>　　1.3 交通燈設計方案的確定</p><p>　　用實驗系統(tǒng)8255A實現(xiàn)對信號燈的控制；</p><p>　　2位數(shù)碼顯示用8255A實現(xiàn)控制。</p><p><b>　　1.4 設計思想</b></p

18、><p><b>　　1.4.1延時設計</b></p><p>　　在模擬交通等設計中，如何使紅燈、綠燈保持一定時間，黃燈閃爍的時間是一個非常關鍵的問題。本任務要求交通信號燈能實現(xiàn)自行定時、延時、切換等功能，即能實現(xiàn)交通信號燈自動控制。一般計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)定時或延時有兩種基本方法：利用軟件定時和硬件定時。</p><p>　　軟件定時，即讓機器

19、執(zhí)行一段程序，程序沒有具體的執(zhí)行目的，利用執(zhí)行每條指令CPU所花費的時間，可實現(xiàn)延時功能。這種方法容易實現(xiàn)，僅需選用恰當指令并安排循環(huán)即可實現(xiàn)，定時時間調整方便，但不能做到精確定時。另外，時間調整是以一條指令執(zhí)行時間為基準，占用CPU資源，降低CPU利用率。</p><p>　　硬件定時，即使用可編程定時/計數(shù)器硬件芯片定時。這種芯片內部有一個可編程定時器，其定時值、定時范圍可以很容易地由軟件程序改變，定時時間到

20、時可發(fā)出某種形式的信號通知外設或CPU。定時器的輸出頻率和波形等均由程序設定，因而使用靈活，功能強。</p><p>　　1.4.2計數(shù)器的設計</p><p>　　設計數(shù)器0的計數(shù)初值為25000，由于CLK0接脈沖信號，頻率為2.5MHZ，所以每10ms中斷一次。利用CX對不同的狀態(tài)時間計數(shù)，用來實現(xiàn)計數(shù)器0對1分鐘，20秒鐘，5秒鐘的定時。中斷子程序分為數(shù)碼顯示刷新部分和紅綠黃燈各種

21、狀態(tài)切換部分。每進入中斷即刷新LED顯示。用對于東西車道和南北車道黃燈閃爍利用標志位判斷實現(xiàn)，滿足比較條件就暗，不滿足條件就亮。</p><p><b>　　二 具體設計</b></p><p>　　2.1 8255A的工作原理及應用設計</p><p>　　1)數(shù)據(jù)總線緩沖器:這是一個雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255A與微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)

22、總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)、CPU輸出的控制字以及CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過這個緩沖器傳送的。</p><p>　　2)三個端口A，B和C:A端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。B端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。C端口包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器(輸入沒有鎖存器)。</p><p>　　3)

23、A組和B組控制電路:這是兩組根據(jù)CPU輸出的控制字控制8255工作方式的電路，它們對于CPU而言，共用一個端口地址相同的控制字寄存器，接收CPU輸出的一字節(jié)方式控制字或對C口按位復位字命令。方式控制字的高5位決定A組的工作方式，低3位決定B組的工作方式。對C口按位復位命令字可對C口的每一位實現(xiàn)置位或復位。A組控制電路控制A口和C口上半部，B組控制電路控制B口和C口下半部。</p><p>　　4)讀寫控制邏輯:用

24、來控制把CPU輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應的端口送到CPU。</p><p><b>　　2.2 引腳信號</b></p><p>　　8255A的引腳如圖所示，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫控制線、輸入/輸出端口線和電源線。</p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的

25、通道，當CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 </p><p>　　RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即RD=0且CS=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。</p><p>　　CS:芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即CS=0時,表示芯片被選中，允許8255

26、與CPU進行通訊;CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 　　</p><p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 </p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸

27、出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。</p><p>　　RESET:復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。 　　</p><p>　　A1,A0:地址選擇線

28、,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。</p><p>　　當A1=0,A0=0時,PA口被選擇； 　　</p><p>　　當A1=0,A0=1時,PB口被選擇； 　　</p><p>　　當A1=1,A0=0時,PC口被選擇； 　　</p><p>　　當A1=1.A0=1時,控制寄存器被選擇；</p>&

29、lt;p>　　VCC：＋5V電源。 GND：電源地線。 </p><p>　　2.3 8255A的 工作方式:</p><p>　　方式0 ：基本的輸入輸出方式，即無須聯(lián)絡就可以直接進行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分別設置成輸入或輸出。 </p><p>　　方式1 ：選通I/O,此時接口和外圍設備需聯(lián)絡信號進行協(xié)調，只有A口和B口可以

30、工作在方式1，此時C口的某些線被規(guī)定為A口或B口與外圍設備的聯(lián)絡信號，余下的線只有基本的I/O功能，即只工作在方式0. </p><p>　　方式2： 雙向I/O方式，只有A口可以工作在這種方式，該I/O線即可輸入又可輸出，此時C口有5條線被規(guī)定為A口和外圍設備的雙向聯(lián)絡線，C口剩下的三條線可作為B口方式1的聯(lián)絡線，也可以和B口一起方式0的I/O線。</p><p><b>　　

31、三 流程圖</b></p><p>　　3.1 交通燈流程圖</p><p><b>　　流程圖功能說明</b></p><p>　　① 東西方向車輛放行60秒鐘。即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；</p><p>　?、?1分鐘后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時南北

32、方向仍維持紅燈點亮。</p><p>　?、?東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉為南北方向放行20秒鐘。即東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘；</p><p>　?、?南北方向放行20秒鐘后，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時東西方向仍維持紅燈點亮。</p><p>　?、?南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉為東西方向車輛放行1分鐘。如此循

33、環(huán)重復。</p><p><b>　　四 源程序</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　data segment</p><p>　　ioportequ 0c400h-0280h</p><p>　　io8255cequ i

34、oport+28ah</p><p>　　io8255kequ ioport+28bh</p><p>　　portc1 db 24h,44h,04h,44h,04h,44h,04h ；六個燈可能</p><p>　　db 81h,82h,80h,82h,80h,82h,80h ；的狀態(tài)數(shù)據(jù)</p><p>　　db

35、 0ffh ；結束標志</p><p>　　data ends </p><p>　　code segment</p><p>　　assume cs:code,ds:data</p><p>　　start:mov cx,3000</p><p>　　d

36、elay:loop delay</p><p>　　mov ax,data</p><p>　　mov ds,ax</p><p>　　mov dx,io8255k</p><p>　　mov al,80h</p><p>　　out dx,al </p><p>　　

37、mov dx,io8255c</p><p>　　re_on: mov bx,0</p><p>　　on: mov al,portc1[bx]</p><p>　　cmp al,0ffh</p><p>　　jz re_on</p><p>　　out dx,al

38、 </p><p><b>　　inc bx</b></p><p>　　mov cx,2000h </p><p>　　test al,21h </p><p>　　jz de1 </p><p>　　

39、mov cx,0ffffh </p><p>　　de1:mov di,0ffffh </p><p>　　de0:dec di </p><p>　　jnz de0 </p><p><b>　　loop

40、 de1</b></p><p><b>　　push dx</b></p><p>　　mov ah,06h</p><p>　　mov dl,0ffh</p><p><b>　　int 21h</b></p><p><b>　　pop dx<

41、;/b></p><p>　　jz on </p><p>　　exit:mov ah,4ch ；返回</p><p><b>　　int 21h</b></p><p><b>　　code ends</b></p>&

42、lt;p><b>　　end start</b></p><p>　　五 設計體會與小結</p><p><b>　　六 參考文獻</b></p><p>　　[1] 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，2008</p><p>　　[2] 舒貞權.任偉利.微