微機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目： 交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)院（系）： </p><p>　　年級(jí)專業(yè)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： <

2、/p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： </p><p>

3、;　　指導(dǎo)教師： 工作單位： </p><p>　　題 目:交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)條件：</b></p><p>　　運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)；</p><

4、;p>　　微機(jī)原理和接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱設(shè)備。</p><p><b>　　二、主要任務(wù): </b></p><p>　　該課程設(shè)計(jì)要求采用定時(shí)加中斷控制的方式進(jìn)行,對(duì)兩個(gè)方向車輛的通行時(shí)間分別計(jì)時(shí),可隨意進(jìn)行更改雙向的通行時(shí)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(shí)點(diǎn)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(shí)南北方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。</p><p>　　3．東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)點(diǎn)亮20秒鐘；</p><p>　　4．南北方向放行20秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時(shí)東西方向仍維持

6、紅燈點(diǎn)亮。</p><p>　　5．南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為東西方向車輛放行1分鐘。如此循環(huán)重復(fù)。</p><p>　　6. 嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p><b>　　三、時(shí)間安排：</b></p><p><b>　　目錄</b></p>

7、<p><b>　　前言- 4 -</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案- 5 -</p><p>　　1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 5 -</p><p>　　1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容- 5 -</p><p>　　1.3 交通燈設(shè)計(jì)方案的確定- 6 -</p><p>　　

8、1.4 設(shè)計(jì)思想- 6 -</p><p>　　1.4.1延時(shí)設(shè)計(jì)- 6 -</p><p>　　1.4.2計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)- 6 -</p><p>　　二 具體設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　2.1 8255A的工作原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　2.2 引腳信號(hào)- 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(shè)計(jì)體會(huì)與小結(jié)- 12 -</p><p>　　六 參

10、考文獻(xiàn)- 13 -</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，成為人們利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。交通燈是交通安全的關(guān)鍵，已廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)的十字路口，它的有無(wú)作為交通安全檢查的重要依據(jù)，是交通秩序正常進(jìn)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(wú)聲命令，是司機(jī)和行人的行為準(zhǔn)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(guān)鍵。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動(dòng)”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈—綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動(dòng)切換。它們一般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃綠三色信號(hào)燈和方向指示燈”三部分組成。交通燈的時(shí)間控制顯示，以固定時(shí)間值預(yù)先“固化”，每次只是以一定周期交替變化。但是，實(shí)際上不同時(shí)刻的車輛流通狀況是十分復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機(jī)的，還經(jīng)常受人為因素

12、的影響。采用定時(shí)控制經(jīng)常造成道路有效應(yīng)用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當(dāng)前道路上交通車輛數(shù)的實(shí)際情況變化，其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變化時(shí)，不能滿足司機(jī)與路人的實(shí)際需要，輕者造成時(shí)間上的浪費(fèi)，重者直接導(dǎo)致交通堵塞，導(dǎo)致城市交通效率的下降。目前，有一種使用“模糊控制”技術(shù)控制交通燈的方法。能夠根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上車輛動(dòng)態(tài)狀況，自動(dòng)判斷紅綠燈時(shí)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(shè)計(jì)以固定的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)交通燈實(shí)行控制，采用定時(shí)加中斷控制的方式進(jìn)行,對(duì)兩個(gè)方向車輛的通行時(shí)間分別計(jì)時(shí),可隨意進(jìn)行更改雙向的通行時(shí)間。此次課程設(shè)計(jì)還應(yīng)熟練掌握微機(jī)系統(tǒng)與接口擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法，熟練應(yīng)用8086匯編語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序和實(shí)際設(shè)計(jì)中的硬軟件調(diào)試方法和步驟，熟悉微機(jī)系統(tǒng)的硬軟件開(kāi)發(fā)工具的使用方法。</p><p>　　一 設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案</p><p

14、><b>　　1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/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(yīng)用</p><p>　　3. 掌握多位LED顯示問(wèn)題的解決 </p><p><b>　　1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p>

15、;<p>　?。?）功能：實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的實(shí)時(shí)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(shí)點(diǎn)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(shí)南北方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。&

16、lt;/p><p>　?、?東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)點(diǎn)亮20秒鐘；</p><p>　?、?南北方向放行20秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時(shí)東西方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。</p><p>　　⑤ 南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為東西方向車輛放行1分鐘。如此循環(huán)重復(fù)。</p

17、><p>　?、?嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　1.3 交通燈設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8255A實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制；</p><p>　　2位數(shù)碼顯示用8255A實(shí)現(xiàn)控制。</p><p><b>　　1.4 設(shè)計(jì)思想</b></p

18、><p><b>　　1.4.1延時(shí)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在模擬交通等設(shè)計(jì)中，如何使紅燈、綠燈保持一定時(shí)間，黃燈閃爍的時(shí)間是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。本任務(wù)要求交通信號(hào)燈能實(shí)現(xiàn)自行定時(shí)、延時(shí)、切換等功能，即能實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈自動(dòng)控制。一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)有兩種基本方法：利用軟件定時(shí)和硬件定時(shí)。</p><p>　　軟件定時(shí)，即讓機(jī)器

19、執(zhí)行一段程序，程序沒(méi)有具體的執(zhí)行目的，利用執(zhí)行每條指令CPU所花費(fèi)的時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。這種方法容易實(shí)現(xiàn)，僅需選用恰當(dāng)指令并安排循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)，定時(shí)時(shí)間調(diào)整方便，但不能做到精確定時(shí)。另外，時(shí)間調(diào)整是以一條指令執(zhí)行時(shí)間為基準(zhǔn)，占用CPU資源，降低CPU利用率。</p><p>　　硬件定時(shí)，即使用可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器硬件芯片定時(shí)。這種芯片內(nèi)部有一個(gè)可編程定時(shí)器，其定時(shí)值、定時(shí)范圍可以很容易地由軟件程序改變，定時(shí)時(shí)間到

20、時(shí)可發(fā)出某種形式的信號(hào)通知外設(shè)或CPU。定時(shí)器的輸出頻率和波形等均由程序設(shè)定，因而使用靈活，功能強(qiáng)。</p><p>　　1.4.2計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值為25000，由于CLK0接脈沖信號(hào)，頻率為2.5MHZ，所以每10ms中斷一次。利用CX對(duì)不同的狀態(tài)時(shí)間計(jì)數(shù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器0對(duì)1分鐘，20秒鐘，5秒鐘的定時(shí)。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(jìn)入中斷即刷新LED顯示。用對(duì)于東西車道和南北車道黃燈閃爍利用標(biāo)志位判斷實(shí)現(xiàn)，滿足比較條件就暗，不滿足條件就亮。</p><p><b>　　二 具體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 8255A的工作原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)</p><p>　　1)數(shù)據(jù)總線緩沖器:這是一個(gè)雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255A與微機(jī)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(guò)這個(gè)緩沖器傳送的。</p><p>　　2)三個(gè)端口A，B和C:A端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。B端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。C端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器(輸入沒(méi)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(duì)于CPU而言，共用一個(gè)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?qū)口按位復(fù)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(duì)C口按位復(fù)位命令字可對(duì)C口的每一位實(shí)現(xiàn)置位或復(fù)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(xiě)控制邏輯:用

24、來(lái)控制把CPU輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應(yīng)端口，也由它來(lái)控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)的端口送到CPU。</p><p><b>　　2.2 引腳信號(hào)</b></p><p>　　8255A的引腳如圖所示，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫(xiě)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(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)操作，控制字和狀態(tài)信息也通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送。 </p><p>　　RD:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即RD=0且CS=0時(shí),允許8255通過(guò)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(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即CS=0時(shí),表示芯片被選中，允許8255

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

27、出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過(guò)工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位的端口， 每個(gè)4位的端口包含一個(gè)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(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。</p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有內(nèi)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(lái)選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。</p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=0時(shí),PA口被選擇； 　　</p><p>　　當(dāng)A1=0,A0=1時(shí),PB口被選擇； 　　</p><p>　　當(dāng)A1=1,A0=0時(shí),PC口被選擇； 　　</p><p>　　當(dāng)A1=1.A0=1時(shí),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(wú)須聯(lián)絡(luò)就可以直接進(jìn)行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分別設(shè)置成輸入或輸出。 </p><p>　　方式1 ：選通I/O,此時(shí)接口和外圍設(shè)備需聯(lián)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)，只有A口和B口可以

30、工作在方式1，此時(shí)C口的某些線被規(guī)定為A口或B口與外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，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(shí)C口有5條線被規(guī)定為A口和外圍設(shè)備的雙向聯(lián)絡(luò)線，C口剩下的三條線可作為B口方式1的聯(lián)絡(luò)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(shuō)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(shí)點(diǎn)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(shí)南北

32、方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。</p><p>　?、?東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉(zhuǎn)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(shí)點(diǎn)亮20秒鐘；</p><p>　　④ 南北方向放行20秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時(shí)東西方向仍維持紅燈點(diǎn)亮。</p><p>　?、?南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為東西方向車輛放行1分鐘。如此循

33、環(huán)重復(fù)。</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(gè)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(jié)束標(biāo)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(shè)計(jì)體會(huì)與小結(jié)</p><p><b>　　六 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 戴梅萼.史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008</p><p>　　[2] 舒貞權(quán).任偉利.微