硬件課程設(shè)計(jì)實(shí)踐報(bào)告-- 模擬交通燈控制系統(tǒng)

1、<p>　　硬件課程設(shè)計(jì)實(shí)踐報(bào)告</p><p>　　題 目： 模擬交通燈控制系統(tǒng) </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </

2、p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013年 10 月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1交通燈開發(fā)背景及路況分析3</p><p>　　1.1交通燈開發(fā)背景3</p><p>

3、;　　1.2交通燈狀態(tài)變化分析··································&

4、#183;·······3</p><p>　　1.3交通燈持續(xù)時(shí)間分析·······················

5、;···················3</p><p>　　2 小組成員分工合作情況4</p><p><b>　　2.1學(xué)生一4</b></p><p

6、><b>　　2.2學(xué)生二4</b></p><p>　　3 電路設(shè)計(jì)及主要功能4</p><p><b>　　3.1功能簡介4</b></p><p>　　3.1.1總體設(shè)計(jì)···········&#

7、183;····································

8、·······4</p><p>　　3.1.2功能子模塊························

9、······························4</p><p><b>　　3.2原理簡介

10、5</b></p><p>　　3.2.1 8254芯片簡介····························

11、83;·····················5 3.2.2 8255芯片簡介···········&#

12、183;····································

13、··11</p><p>　　3.2.3 8259芯片簡介····························&

14、#183;·····················13</p><p>　　3.3系統(tǒng)實(shí)踐詳細(xì)分析·········

15、;··································15</p>&

16、lt;p>　　3.4硬件連接示意圖·································&#

17、183;···········15</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)16</p><p>　　4.1主體流程圖16</p><p>　　4.2程序源代碼········&

18、#183;····································

19、;···18</p><p>　　4.3運(yùn)行結(jié)果分析24</p><p>　　5學(xué)生個(gè)人報(bào)告······················&#

20、183;··························24</p><p>　　5.1子程序·····

21、;····································

22、83;············24</p><p>　　5.2分析與測(cè)試··················

23、3;·······························28</p><p>　　5.3結(jié)論與體

24、會(huì)····································

25、83;·············28</p><p>　　參考文獻(xiàn)··················&#

26、183;····································

27、·28</p><p>　　1 交通燈開發(fā)背景及路況分析</p><p>　　1.1交通燈開發(fā)背景</p><p>　　交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，交通也成了日常生活的一部分，在交通燈出現(xiàn)以前，如何有效的緩解交通壓力以及避免不必要的交通事故，這成了一個(gè)城市擁有良好的交通治安的前提。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制

28、，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。</p><p>　　1.2交通燈狀態(tài)變化分析</p><p><b>　　上午模式：</b></p><p>　　1. 東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)榫G，亮50秒。</p><p>　　2. 東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)樽蠊眨?0秒</p><p

29、>　　3. 東西方向?yàn)辄S，南北方向?yàn)榧t，亮3秒</p><p>　　4. 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)榫G，亮50秒。</p><p>　　5. 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)樽蠊?，?0秒</p><p>　　6．南北方向?yàn)辄S，東西方向?yàn)榧t，亮3秒</p><p>　　7.重新由第一個(gè)狀態(tài)開始，不斷地循環(huán)。</p><p>

30、;<b>　　下午模式：</b></p><p>　　1. 東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)榫G，亮40秒。</p><p>　　2. 東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)樽蠊眨?0秒</p><p>　　3. 東西方向?yàn)辄S，南北方向?yàn)榧t，亮3秒</p><p>　　4. 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)榫G，亮40秒。</p><

31、;p>　　5. 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)樽蠊?，?0秒</p><p>　　6．南北方向?yàn)辄S，東西方向?yàn)榧t，亮3秒</p><p>　　7.重新由第一個(gè)狀態(tài)開始，不斷地循環(huán)。</p><p>　　1.3交通燈持續(xù)時(shí)間分析</p><p>　　按照實(shí)際情況來設(shè)置紅綠燈的交替。</p><p>　　2 小組成員分工合

32、作情況</p><p><b>　　2.1學(xué)生一： </b></p><p>　　主要負(fù)責(zé)8259芯片的編寫，利用中斷調(diào)用實(shí)現(xiàn)上下午模式的切換。編寫8254，利用8255對(duì)8254波形的正負(fù)檢查實(shí)現(xiàn)定時(shí)1秒的功能。</p><p><b>　　2.2學(xué)生二： </b></p><p>　　負(fù)責(zé)利用8

33、255實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示功能，利用led燈的輸出狀態(tài)實(shí)現(xiàn)交通燈的紅綠燈的模擬。</p><p>　　3. 電路設(shè)計(jì)及主要功能</p><p><b>　　3.1功能簡介</b></p><p><b>　　3.1.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)包含的模塊為，8259切換模塊， 8254

34、定時(shí)模塊，八段數(shù)碼管顯示，led燈顯示模塊，各個(gè)模塊都通過總線連接到CPU，與CPU進(jìn)行通信，最后通過編寫匯編程序執(zhí)行相應(yīng)的命令，來控制整個(gè)交通燈的運(yùn)作。</p><p>　　其中8254定時(shí)模塊實(shí)現(xiàn)定時(shí)一秒的功能，數(shù)碼管由8255控制顯示數(shù)字，LED燈也由8255控制模擬東西方向與南北方向的紅綠燈狀態(tài)，8259實(shí)現(xiàn)上下午模式切換功能。</p><p>　　3.1.2 功能子模塊</

35、p><p>　　3.1.2.1 8254定時(shí)與數(shù)碼管顯示</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)由8255通過test指令來檢測(cè)8254的輸出波形的正負(fù)，當(dāng)為正時(shí)由數(shù)碼管循環(huán)顯示當(dāng)前數(shù)字，當(dāng)為負(fù)依然循環(huán)顯示當(dāng)前數(shù)，當(dāng)再次變?yōu)檎龝r(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)字減一，循環(huán)至0時(shí)，執(zhí)行下一指令。本實(shí)驗(yàn)把這一功能封裝到一個(gè)子程序中完成調(diào)用。</p><p>　　3.1.2.2 LED燈顯示</

36、p><p>　　本實(shí)驗(yàn)由8255控制完成led燈的顯示情況，借此來實(shí)現(xiàn)紅綠燈的模擬。</p><p>　　3.1.2.3 8259中斷子程序</p><p>　　包括上下午兩個(gè)中斷子程序，通過中斷的端口檢測(cè)是否有中斷申請(qǐng)來啟用上下午模式。</p><p><b>　　3.2原理簡介</b></p><p

37、>　　3.2.1 8254芯片簡介</p><p>　　3.2.1.1 8254 功能介紹</p><p>　　intel8254是NMOS工藝制成的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，有幾種芯片型號(hào)，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最高計(jì)數(shù)速率有所差異，例如8254（2.6MHz），8254-5(5MHz)。</p><p>　　圖2-1 8254引腳圖</

38、p><p>　　8254內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別稱為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全相同。每個(gè)計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過三個(gè)引腳和外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端CLK，一個(gè)為門控信號(hào)輸入端GATE，另一個(gè)為輸出端OUT。每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè)8位的控制寄存器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄存器CR、一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE和一個(gè)輸出鎖存器OL。 </p

39、><p>　　執(zhí)行部件實(shí)際上是一個(gè)16位的減法計(jì)數(shù)器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器OL用來鎖存計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE的內(nèi)容，從而使CPU可以對(duì)此進(jìn)行讀操作。順便提一下，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器來用。 </p><p>　　3.2.1.2 8254工作原理</p><p

40、>　　8254具有3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道，采用減1計(jì)數(shù)方式。在門控信號(hào)有效時(shí)，每輸入1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，通道作1次計(jì)數(shù)操作。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖是已知周期的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)就成為定時(shí)。 </p><p>　　3.2.1.3 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu) </p><p>　　8254芯片有24條引腳，封裝在雙列直插式陶瓷管殼內(nèi)。</p><p>　　圖2-2 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</

41、p><p>　?。?）數(shù)據(jù)總線緩沖器 </p><p>　　數(shù)據(jù)總線緩沖器與系統(tǒng)總線連接，8位雙向，與CPU交換信息的通道。這是8254與CPU之間的數(shù)據(jù)接口，它由8位雙向三態(tài)緩沖存儲(chǔ)器構(gòu)成，是CPU與8254之間交換信息的必經(jīng)之路。 </p><p><b>　?。?）讀/寫控制 </b></p><p>　　表2.1 8

42、254 端口選擇</p><p>　　讀/寫控制分別連接系統(tǒng)的IOR#和IOW#， 由CPU控制著訪問8254的內(nèi)部通道。接收CPU送入的讀/寫控制信號(hào)， 并完成對(duì)芯片內(nèi)部各功能部件的控制功能， 因此， 它實(shí)際上是8254芯片內(nèi)部的控制器。A1A0：端口選擇信號(hào)，由CPU輸入。8254內(nèi)部有3個(gè)獨(dú)立的通道，加上控制字寄存器，構(gòu)成8254芯片的4個(gè)端口，CPU可對(duì)3個(gè)通道進(jìn)行讀/寫操作3對(duì)控制字寄存器進(jìn)行寫操作。

43、這4個(gè)端口地址由最低2位地址碼A1和A0來選擇。如表所示。 </p><p><b>　　（3）通道選擇 </b></p><p>　?、貱S——片選信號(hào)，由CPU輸入，低電平有效，通常由端口地址的高位地址譯碼形成。 </p><p>　?、赗D、WR——讀/寫控制命令，由CPU輸入， 低電平有效。RD效時(shí)，CPU讀取由A1、A0所選定的通道內(nèi)

44、計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。WR有效時(shí)，CPU將計(jì)數(shù)值寫入各個(gè)通道的計(jì)數(shù)器中， 或者是將方式控制字寫入控制字寄存器中。CPU對(duì)8254的讀/寫操作。 </p><p>　?。?）計(jì)數(shù)通道0～2 </p><p>　　每個(gè)計(jì)數(shù)通道內(nèi)含1個(gè)16位的初值寄存器、減1計(jì)數(shù)器和1個(gè)16位的（輸出）鎖存器。8254內(nèi)部包含3個(gè)功能完全相同的通道，每個(gè)通道內(nèi)部設(shè)有一個(gè)16位計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)

45、。采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)， 寫入的初值范圍為0000H~0FFFFH，最大計(jì)數(shù)值是0000H，代表65536。 采用BCD碼計(jì)數(shù)時(shí)，寫入的初值范圍為0000~9999，最大計(jì)數(shù)值是0000，代表10000。與此計(jì)數(shù)器相對(duì)應(yīng)，每個(gè)通道內(nèi)設(shè)有一個(gè)16位計(jì)數(shù)值鎖存器。必要時(shí)可用來鎖存計(jì)數(shù)值。（特別說明：8254計(jì)數(shù)器的值先減1再判斷是否為0，為0就中斷了，所以最大初始值為0，這樣減1以后，不為0，所以為最大的，取決于CF標(biāo)志位） </p>

46、;<p>　　當(dāng)某通道用作計(jì)數(shù)器時(shí)，應(yīng)將要求計(jì)數(shù)的次數(shù)預(yù)置到該通道的計(jì)數(shù)器中、被計(jì)數(shù)的事件應(yīng)以脈沖方式從CLK端輸入， 每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器內(nèi)容減“1”，待計(jì)數(shù)值計(jì)到“0”。 OUT端將有輸出。表示計(jì)數(shù)次數(shù)到。當(dāng)某個(gè)通道用作定時(shí)器時(shí)。 由CLK輸入一定頻率的時(shí)鐘脈沖。根據(jù)要求定時(shí)的時(shí)間長短確定所需的計(jì)數(shù)值。并預(yù)置到計(jì)數(shù)器中，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器內(nèi)容減“1”， 待計(jì)數(shù)值計(jì)到“0”。OUT將有輸出，表示定時(shí)時(shí)間到。

47、允許從CLK輸入的時(shí)鐘頻在1～2MHz范圍內(nèi)。因此，任一通道作計(jì)數(shù)器用或作定時(shí)器用，其內(nèi)部操作完全相同，區(qū)別僅在于前者是由計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行減“1”計(jì)數(shù)。 而后者是內(nèi)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行減“1”計(jì)數(shù)。作計(jì)數(shù)器時(shí)， 要求計(jì)數(shù)的次數(shù)可直接作為計(jì)數(shù)器的初值預(yù)置到減“1”計(jì)數(shù)器中。作定時(shí)器時(shí)， 計(jì)數(shù)器的初值即定時(shí)系數(shù)應(yīng)根據(jù)要求定時(shí)的時(shí)間進(jìn)行如下運(yùn)算才能得到： </p><p>　　定時(shí)系數(shù)=需要定時(shí)的時(shí)間/時(shí)鐘脈沖周期</p&g

48、t;<p>　　①設(shè)置通道：向方式控制字寄存器端口寫入方式選擇控制字，用于確定要設(shè)置的通道及工作方式； </p><p>　?、谟?jì)數(shù)/定時(shí)：向通道寫入計(jì)數(shù)值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)操作； </p><p>　?、圩x取當(dāng)前的計(jì)數(shù)值：向指定通道讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)器值時(shí)，8254將計(jì)數(shù)器值存入鎖存器，從鎖存器向外提供當(dāng)前的計(jì)數(shù)器值，計(jì)數(shù)器則繼續(xù)作計(jì)數(shù)操作。 </p><p>　

49、?、苡?jì)數(shù)到：當(dāng)計(jì)數(shù)器減1為0時(shí)，通過引腳OUT向外輸出“到”的脈沖信號(hào)。 </p><p>　　計(jì)數(shù)初值輸入存放在初值寄存器中，計(jì)數(shù)開始或重裝入時(shí)被復(fù)制到計(jì)數(shù)器中。 </p><p>　　鎖存器在非鎖存狀態(tài)，其值隨計(jì)數(shù)器的變化而變化；一旦鎖存了計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，直到鎖存器值被讀取后才能解除鎖存狀態(tài)。 </p><p>　　（5）方式選擇控制字 </p>

50、<p>　　圖2-3 8254方式控制字</p><p>　　8254的初始化編程就是對(duì)其工作方式的確定。具體實(shí)現(xiàn)就是在8254上電后，由CPU向8254的控制寄存器寫入一個(gè)控制字，就可以規(guī)定8254的工作方式、計(jì)數(shù)值的長度以及計(jì)數(shù)所用的數(shù)制等，另外根據(jù)要求將計(jì)數(shù)值寫入8254的相應(yīng)通道。 </p><p>　　8254的一個(gè)方式控制字只決定一個(gè)技術(shù)通道的工作模式。 </p

51、><p>　　3.2.1.4 8254的通道工作方式 </p><p>　　8254中各通道可有6種可供選擇的工作方式，以完成定時(shí)、計(jì)數(shù)或脈沖發(fā)生器等多種功能。在這次設(shè)計(jì)中我們只用到了方式2和方式3，8254的這兩種工作方式如下： </p><p>　　(1)方式2：速率波發(fā)生器 </p><p>　　工作方式2被稱作速率波發(fā)生器。進(jìn)入這種工作

52、方式， OUT輸出高電平，裝入計(jì)數(shù)值n后如果GATE為高電平，則立即開始計(jì)數(shù)，OUT保持為高電平不變； 待計(jì)數(shù)值減到“1”和“0”之間， OUT將輸出寬度為一個(gè)CLK周期的負(fù)脈沖，計(jì)數(shù)值為“0”時(shí)，自動(dòng)重新裝入計(jì)數(shù)初值n，實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)，OUT將輸出一定頻率的負(fù)脈沖序列， 其脈沖寬度固定為一個(gè)CLK周期， 重復(fù)周期為CLK周期的n倍。 </p><p>　　如果在減“1”計(jì)數(shù)過程中，GATE變?yōu)闊o效（輸入0電平），

53、則暫停減“1”計(jì)數(shù)，待GATE恢復(fù)有效后，從初值n開始重新計(jì)數(shù)。這樣會(huì)改變輸出脈沖的速率。</p><p>　　如果在操作過程中要求改變輸出脈沖的速率，CPU可在任何時(shí)候，重新寫人新的計(jì)數(shù)值， 它不會(huì)影響正在進(jìn)行的減“1”計(jì)數(shù)過程，而是從下一個(gè)計(jì)數(shù)操作用期開始按新的計(jì)數(shù)值改變輸出脈沖的速率。</p><p>　?。?）方式3：方波發(fā)生器 </p><p>　　工作方

54、式3被稱作方波發(fā)生器。任一通道工作在方式3， 只在計(jì)數(shù)值n為偶數(shù)，則可輸出重復(fù)周期為n、占空比為1：1的方波。 </p><p>　　進(jìn)入工作方式3，OUT輸出低電平， 裝入計(jì)數(shù)值后，OUT立即跳變?yōu)楦唠娖健Ｈ绻?dāng)GATE為高電平， 則立即開始減“1”計(jì)數(shù)，OUT保持為高電平，若n為偶數(shù)，則當(dāng)計(jì)數(shù)值減到n/2時(shí)，OUT跳變?yōu)榈碗娖剑恢北３值接?jì)數(shù)值為“0”，系統(tǒng)才自動(dòng)重新置入計(jì)數(shù)值n，實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。這時(shí)OUT端輸

55、出的周期為n×CLK周期，占空比為1:1的方波序列； 若n為奇數(shù)， 則OUT端輸出周期為n×CLK周期，占空比為((n+1)/2)/((n-1)/2)的近似方波序列。 </p><p>　　如果在操作過程中， GATE變?yōu)闊o效，則暫停減“1”計(jì)數(shù)過程，直到GATE再次有效，重新從初值n開始減“l(fā)”計(jì)數(shù)。 </p><p>　　如果要求改變輸出方波的速率， 則CPU可在任

56、何時(shí)候重新裝入新的計(jì)數(shù)初值n，并從下一個(gè)計(jì)數(shù)操作周期開始改變輸出方波的速率。 </p><p>　　3. 2.1.5 讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值 </p><p>　?、胖苯幼x計(jì)數(shù)器：輸出鎖存器在非鎖存狀態(tài)會(huì)跟隨計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的變化而變化，直接讀計(jì)數(shù)器是從鎖存器得到計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。但由于計(jì)數(shù)器處于工作狀態(tài)，讀出值不一定能穩(wěn)定。 </p><p><b>　?、葡孺i存再

57、讀?。?lt;/b></p><p>　?、偻ㄟ^方式選擇控制字對(duì)指定通道(SC1、SC0)的計(jì)數(shù)值鎖入鎖存器(RL1RL0=00)， 鎖存器一旦鎖存了當(dāng)前計(jì)數(shù)值，就不再隨計(jì)數(shù)器變化直到被讀取。</p><p>　?、谧x計(jì)數(shù)器通道（有鎖存器）。</p><p>　　3. 2.1.6 8254的級(jí)聯(lián)和地址分配</p><p>　　8353采

58、用級(jí)聯(lián)方式。此實(shí)驗(yàn)中使用8254的0通道和1通道以實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)。</p><p>　　通道0的工作在實(shí)驗(yàn)中起到的作用是在OUT0端輸出一個(gè)比較合適的時(shí)鐘頻率，然后用通道1進(jìn)行時(shí)間的控制。通道1在控制燈閃爍的時(shí)候采用的工作方式是方式3，這樣可以讓8255的A端口檢測(cè)到輸出端的方波信號(hào)。</p><p>　　3.2.1.7 8254使用情況</p><p>　　3.2.2

59、. 8255芯片簡介</p><p>　　3.2.2.1 8255的基本工作原理</p><p>　　8255 是Intel公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片，它是具有3個(gè)8位的并行I/O端口，具有三種工作方式，被廣泛地使用于單片機(jī)的并行I/O端口。</p><p>　　●  工作方式0：基本輸入輸出方式</p><p>

60、　　●  工作方式1：選通輸入輸出方式</p><p>　　● 工作方式2：雙向傳送方式</p><p>　　圖2-4 8255引腳圖</p><p>　　圖2-5 8255工作方式控制字</p><p>　　圖2-6 8255 C口按位置位控制字</p><p>　　3.2.2.2

61、 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2-7 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2.2.3 8255引腳功能說明</p><p>　　RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時(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>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出

62、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

63、為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。</p><p>　　CS:片選信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊。</p><p>　　RD:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，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>　　WR:寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許CP

64、U將數(shù)據(jù)或控制字寫8255。 </p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過它實(shí)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>　　3.2.2.4 8255的讀寫控制</p><p>　　8255的讀/寫控制邏輯電路接受CPU 發(fā)來的控制口號(hào)RD、WR、RESET

65、和地址信號(hào)A1~A0。然后根據(jù)命令端口，控制信號(hào)的要求，將端口的數(shù)據(jù)讀出選信CPU或者將CPU 送來的數(shù)據(jù)寫入端口，各端口的工作狀態(tài)。如表所示。</p><p>　　通過用輸出指令對(duì)8255A的控制字寄存器編程，寫入設(shè)定工作方式的控制字，可以讓3個(gè)數(shù)據(jù)口以不同的方式工作，端口A可工作于3種方式的任一種，端口B只能工作于方式0和方式1，端口C除了用于輸入輸出端口外，還能配合A口和B口工作，為這兩個(gè)端口的輸入輸出操作

66、提供聯(lián)系信號(hào)。</p><p>　　3.2.3 8259芯片簡介</p><p>　　中斷控制器是專門用來處理中斷的控制芯片。8259A就是一個(gè)可編程的8輸入端中斷控制器，它將中斷源按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)、辨認(rèn)中斷源和提供中斷向量的電路集成于一體，只要用軟件對(duì)它進(jìn)行編程，就可以管理8級(jí)中斷。</p><p>　　8259A中斷控制器包括8個(gè)主要功能部件：中斷請(qǐng)求寄存器 （IR

67、R）、中斷服務(wù)寄存器 （ISR）、中斷屏蔽寄存器（IMR） 、優(yōu)先級(jí)判別器 （PR） 、數(shù)據(jù)總線緩沖器 、讀/寫邏輯 、級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器 、控制邏輯 </p><p>　　圖 4-2 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　對(duì)8259A編程和初始化的時(shí)候，首先要寫初始化命令字ICW1-ICW4。</p><p>　　寫ICW1以確定中斷請(qǐng)求信號(hào)類型，清除中斷屏

68、蔽寄存器，進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)和確定系統(tǒng)是用單片還是多片。</p><p>　　寫ICW2用來定義中斷向量的高五位類型碼。</p><p>　　ICW3可以定義主片8259A中斷請(qǐng)求線上IR0-IR7有無級(jí)聯(lián)的8259A從片。</p><p>　　寫ICW4用來定義8259A工作時(shí)用8085模式還是8088模式，以及中斷服務(wù)寄存器復(fù)位方式等。</p>&

69、lt;p>　　初始化命令字寫完以后，要寫8259A的控制命令字，它包括OCW1-OCW3。</p><p>　　寫OCW1可以設(shè)置或清除對(duì)中斷源的屏蔽。</p><p>　　寫OCW2設(shè)置優(yōu)先級(jí)是否進(jìn)行循環(huán)、循環(huán)的方式和中斷結(jié)束的方式。8259A復(fù)位時(shí)自動(dòng)設(shè)置IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR7優(yōu)先權(quán)最低。</p><p>　　寫OCW3用來設(shè)置查詢方式和特殊屏蔽方式，并

70、可以讀取8259A中斷寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，使用8259A的循環(huán)等待中斷工作方式。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)運(yùn)行過程的詳細(xì)分析</p><p>　　將8254的定時(shí)程序與數(shù)碼管的顯示程序分別封裝到一個(gè)子程序中，完成主程序的調(diào)用，其中，數(shù)字一秒減一的功能由8255通過test指令來檢測(cè)8254的輸出波形的正負(fù)，當(dāng)為正時(shí)由數(shù)碼管循

71、環(huán)顯示當(dāng)前數(shù)字，當(dāng)為負(fù)依然循環(huán)顯示當(dāng)前數(shù)，當(dāng)再次變?yōu)檎龝r(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)字減一，循環(huán)至0時(shí)，就完成本次子程序的調(diào)用，進(jìn)行主程序中的下一條指令。主程序開始就通過8255控制led燈的顯示狀態(tài)，接著調(diào)用檢測(cè)顯示程序完成數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示功能，完成后跳到下一狀態(tài)，依次進(jìn)行。</p><p><b>　　3.4硬件連接</b></p><p><b>　　8255<

72、;/b></p><p>　　3.4.1 8255連接示意圖</p><p>　　3.4.2 8259 連接示意圖</p><p>　　3.4.3 8254連接示意圖</p><p><b>　　4．系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p><b>　　4.1主體流程圖</b

73、></p><p><b>　　4.2程序源代碼</b></p><p>　　;*******************</p><p>　　;* 8254分頻 *</p><p>　　;*******************</p><p>　　io8254a E

74、QU 280H</p><p>　　io8254b EQU 281H</p><p>　　io82534c EQU 283H</p><p>　　I8259_1 EQU 2B0H ;8259的ICW1端口地址</p><p>　　I8259_2 EQU 2B1H ;8259的ICW

75、2端口地址</p><p>　　I8259_3 EQU 2B1H ;8259的ICW3端口地址</p><p>　　I8259_4 EQU 2B1H ;8259的ICW4端口地址</p><p>　　O8259_1 EQU 2B1H ;8259的OCW1端口地址</p><p>　　O82

76、59_2 EQU 2B0H ;8259的OCW2端口地址</p><p>　　O8259_3 EQU 2B0H ;8259的OCW3端口地址</p><p>　　;*******************</p><p>　　;* 8255 *</p><p>　　;***************

77、****</p><p>　　PORTCON EQU 28BH ;8255控制端</p><p>　　PORTA EQU 288H ;8255A口地址</p><p>　　PORTC EQU 28AH ;8255C口地址</p><p>　　PORTB EQU

78、289H ;8255B口地址</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>　　STACKS SEGMENT<

79、/p><p><b>　　S DW ?</b></p><p><b>　　G DW ?</b></p><p>　　ENDS STACKS</p><p>　　CODE SEGMENT </p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKS<

80、;/p><p><b>　　START:</b></p><p>　　MOV DX,I8259_1 ;初始化8259的ICW1</p><p>　　MOV AL,13H ;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4</p><p>　　OUT DX,AL</p><

81、p>　　MOV DX,I8259_2 ;初始化8259的ICW4</p><p>　　MOV AL,0B0H ;非自動(dòng)結(jié)束EOI</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　;MOV AL,00H</p><p>　　;OUT DX,AL</p><p

82、>　　MOV AL,03H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,O8259_1 ;初始化8259的OCW1</p><p>　　MOV AL,00H ;打開IR0和IR1的屏蔽位</p><p>　　OUT DX,AL</p><p

83、><b>　　;8254初始化</b></p><p>　　mov dx,io8254c ;向8254寫控制字</p><p>　　mov al,36h ;使0通道為工作方式3</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov ax,100

84、0 ;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000</p><p>　　mov dx,io8254a</p><p>　　out dx,al ;先寫入低字節(jié)</p><p><b>　　mov al,ah</b></p><p>　　out dx,al ;后寫入高字節(jié)</p><p&

85、gt;　　mov dx,io8254c</p><p>　　mov al,76h ;設(shè)8254通道1工作方式2</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov ax,1000 ;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000</p><p>　　mov dx,io8254b</p

86、><p>　　out dx,al ;先寫低字節(jié)</p><p><b>　　mov al,ah</b></p><p>　　out dx,al ;后寫高字節(jié)</p><p><b>　　;8255初始化</b></p><p>　　MOV AX,STA

87、CKS</p><p><b>　　MOV SS,AX</b></p><p>　　MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV DX,PORTCON</p><p>　　MOV AL,88H</p>

88、<p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　LEA SI,LED</p><p>　　QUERY PROC NEAR</p><p>　　MOV AH,1 ;判斷是否有按鍵按下</p><p><b>　　INT 16H</b>&

89、lt;/p><p>　　JNZ QUIT ;有按鍵則退出</p><p>　　MOV DX,O8259_3 ;向8259的OCW3發(fā)送查詢命令</p><p>　　MOV AL,0CH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　IN AL,DX

90、 ;讀出查詢字</p><p>　　MOV AH,AL</p><p>　　AND AL,80H</p><p>　　TEST AL,80H ;判斷中斷是否已響應(yīng)</p><p>　　JZ QUERY </p><p>　　MOV AL,AH <

91、/p><p>　　AND AL,07H</p><p>　　CMP AL,06H</p><p><b>　　JE Z1</b></p><p>　　CMP AL,07H</p><p><b>　　JE P</b></p><p>　　JM

92、P QUERY</p><p><b>　　Z1:CALL Z</b></p><p><b>　　JNE P</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　QUERY ENDP</p><p><b>　　EO

93、I: </b></p><p>　　MOV DX,O8259_2 ;向8259發(fā)送中斷結(jié)束命令</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　JMP QUERY</p><p>　　QUIT: MOV AX,4C00H

94、 ;結(jié)束程序退出</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p>　　CALL QUERY</p><p><b>　　P:</b></p><p>　　MOV AL,10010001B ;東西紅，南北左拐</p><p><

95、;b>　　MOV S,2H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　

96、MOV AL,10000001B ;東西紅，南北綠</p><p><b>　　MOV S,4H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p

97、><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00100010B ;東西黃，南北紅</p><p><b>　　MOV S,0H</b></p><p><b>　　MOV G,3H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p

98、><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00101100B ;東西左拐，南北紅</p><p><b>　　MOV S,2H</b></p><p><b>　　MOV G,0H

99、</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00100100B ;東西綠，南北紅</p><p><b>　　MOV S,4

100、H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,01000001

101、B ;東西紅，南北黃</p><p><b>　　MOV S,0H</b></p><p><b>　　MOV G,3H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>

102、　　CALL JIANCE</p><p><b>　　JMP P</b></p><p>　　Z PROC NEAR</p><p><b>　　Z:</b></p><p>　　MOV AL,10010001B ;東西紅，南北左拐</p><p><b>　

103、　MOV S,1H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,

104、10000001B ;東西紅，南北綠</p><p><b>　　MOV S,3H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p>&

105、lt;p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00100010B ;東西黃，南北紅</p><p><b>　　MOV S,0H</b></p><p><b>　　MOV G,3H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p>&

106、lt;p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00101100B ;東西左拐，南北紅</p><p><b>　　MOV S,1H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b&

107、gt;</p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,00100100B ;東西綠，南北紅</p><p><b>　　MOV S,3H</b

108、></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p>　　MOV AL,01000001B ;東西

109、紅，南北黃</p><p><b>　　MOV S,0H</b></p><p><b>　　MOV G,3H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL

110、JIANCE</p><p><b>　　JMP Z</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　Z ENDP</b></p><p>　　XIANSHI PROC NEAR</p><p>　　MOV DX,P

111、ORTC</p><p>　　MOV AL,00H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,PORTA</p><p><b>　　MOV BX,S</b></p><p>　　MOV AL,[SI+BX]</p>

112、<p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,02H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MO

113、V AL,00H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,PORTA</p><p><b>　　MOV BX,G</b></p><p>　　MOV AL,[SI+BX]</p><p><b>　　OUT DX,

114、AL</b></p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p>　　MOV AL,01H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　XIANSHI ENDP</p>

115、;<p>　　JIANCE PROC NEAR </p><p><b>　　P1:</b></p><p>　　CALL XIANSHI</p><p>　　MOV DX,PORTC</p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p

116、>　　AND AL,40H</p><p>　　CMP AL,40H</p><p><b>　　JE P1</b></p><p><b>　　P2:</b></p><p>　　CALL XIANSHI</p><p>　　MOV DX,PORTC</p&g

117、t;<p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　AND AL,40H</p><p>　　CMP AL,40H</p><p><b>　　JNE P2</b></p><p><b>　　DEC G</b></p><

118、p><b>　　JNS P1</b></p><p><b>　　MOV G,9H</b></p><p><b>　　DEC S</b></p><p><b>　　JNS P1</b></p><p><b>　　RET</b&g

119、t;</p><p>　　JIANCE ENDP</p><p>　　CODE ENDS </p><p><b>　　END START</b></p><p><b>　　4.3運(yùn)行結(jié)果分析</b></p><p>　　開始運(yùn)行時(shí)，首先選擇上下午模式，在選擇一個(gè)模式之后，

120、比如說上午，東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)榫G，亮50秒。東西方向?yàn)榧t，南北方向?yàn)樽蠊眨?0秒。東西方向?yàn)辄S，南北方向?yàn)榧t，亮3秒。 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)榫G，亮50秒。 南北方向?yàn)榧t，東西方向?yàn)樽蠊?，?0秒。南北方向?yàn)辄S，東西方向?yàn)榧t，亮3秒。重新由第一個(gè)狀態(tài)開始，不斷地循環(huán)。在執(zhí)行另一模式時(shí)，必須重啟實(shí)驗(yàn)箱，然后重復(fù)上述過程。</p><p>　　5.學(xué)生個(gè)人實(shí)踐報(bào)告</p><p>&

121、lt;b>　　5.1子程序</b></p><p>　　;*******************</p><p>　　;* 8254分頻 *</p><p>　　;*******************</p><p>　　io8253a equ 280h</p><p>

122、　　io8253b equ 281h</p><p>　　io8253c equ 283h</p><p>　　I8259_1 EQU 2B0H ;8259的ICW1端口地址</p><p>　　I8259_2 EQU 2B1H ;8259的ICW2端口地址</p><p>　　I

123、8259_3 EQU 2B1H ;8259的ICW3端口地址</p><p>　　I8259_4 EQU 2B1H ;8259的ICW4端口地址</p><p>　　O8259_1 EQU 2B1H ;8259的OCW1端口地址</p><p>　　O8259_2 EQU 2B0H ;8259的

124、OCW2端口地址</p><p>　　O8259_3 EQU 2B0H ;8259的OCW3端口地址</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　;*******************</p><p>　　;* 8255 *</p><p>　　;*********

125、**********</p><p>　　PORTCON EQU 28BH ;8255控制端</p><p>　　PORTA EQU 288H ;8255A口地址</p><p>　　PORTC EQU 28AH ;8255C口地址</p><p>　　PORTB EQU 289

126、H ;8255B口地址</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>　　STACKS SEGMENT</p

127、><p><b>　　S DW ?</b></p><p><b>　　G DW ?</b></p><p>　　ENDS STACKS</p><p>　　CODE SEGMENT </p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKS</

128、p><p><b>　　START:</b></p><p>　　MOV DX,I8259_1 ;初始化8259的ICW1</p><p>　　MOV AL,13H ;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4</p><p>　　OUT DX,AL</p><p&

129、gt;　　MOV DX,I8259_2 ;初始化8259的ICW4</p><p>　　MOV AL,0B0H ;非自動(dòng)結(jié)束EOI</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　;MOV AL,00H</p><p>　　;OUT DX,AL</p><p&g

130、t;　　MOV AL,03H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,O8259_1 ;初始化8259的OCW1</p><p>　　MOV AL,00H ;打開IR0和IR1的屏蔽位</p><p>　　OUT DX,AL</p><p&g

131、t;<b>　　;8254初始化</b></p><p>　　mov dx,io8253c ;向8254寫控制字</p><p>　　mov al,36h ;使0通道為工作方式3</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov ax,1000

132、 ;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000</p><p>　　mov dx,io8253a</p><p>　　out dx,al ;先寫入低字節(jié)</p><p><b>　　mov al,ah</b></p><p>　　out dx,al ;后寫入高字節(jié)</p><p>

133、;　　mov dx,io8253c</p><p>　　mov al,76h ;設(shè)8254通道1工作方式2</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov ax,1000 ;寫入循環(huán)計(jì)數(shù)初值1000</p><p>　　mov dx,io8253b</p&g

134、t;<p>　　out dx,al ;先寫低字節(jié)</p><p><b>　　mov al,ah</b></p><p>　　out dx,al ;后寫高字節(jié)</p><p><b>　　;8255初始化</b></p><p>　　MOV AX,STACK

135、S</p><p><b>　　MOV SS,AX</b></p><p>　　MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV DX,PORTCON</p><p>　　MOV AL,88H</p>&

136、lt;p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　LEA SI,LED</p><p>　　QUERY PROC NEAR</p><p>　　MOV AH,1 ;判斷是否有按鍵按下</p><p><b>　　INT 16H</b><

137、;/p><p>　　JNZ QUIT ;有按鍵則退出</p><p>　　MOV DX,O8259_3 ;向8259的OCW3發(fā)送查詢命令</p><p>　　MOV AL,0CH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　IN AL,DX

138、 ;讀出查詢字</p><p>　　MOV AH,AL</p><p>　　AND AL,80H</p><p>　　TEST AL,80H ;判斷中斷是否已響應(yīng)</p><p>　　JZ QUERY </p><p>　　MOV AL,AH </p

139、><p>　　AND AL,07H</p><p>　　CMP AL,06H</p><p><b>　　JE Z1</b></p><p>　　CMP AL,07H</p><p><b>　　JE P</b></p><p>　　JMP

140、 QUERY</p><p><b>　　Z1:CALL Z</b></p><p><b>　　JNE P</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　QUERY ENDP</p><p><b>　　EOI:

141、 </b></p><p>　　MOV DX,O8259_2 ;向8259發(fā)送中斷結(jié)束命令</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　JMP QUERY</p><p>　　QUIT: MOV AX,4C00H

142、 ;結(jié)束程序退出</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p>　　CALL QUERY</p><p><b>　　P:</b></p><p>　　MOV AL,10010001B ;東西紅，南北左拐</p><p><b

143、>　　MOV S,2H</b></p><p><b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p><

144、b>　　JMP P</b></p><p>　　Z PROC NEAR</p><p><b>　　Z:</b></p><p>　　MOV AL,10010001B ;東西紅，南北左拐</p><p><b>　　MOV S,1H</b></p><p&g

145、t;<b>　　MOV G,0H</b></p><p>　　MOV DX,PORTB </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL JIANCE</p><p><b>　　JMP Z</b></p><p>

146、<b>　　RET</b></p><p><b>　　Z ENDP</b></p><p>　　JIANCE PROC NEAR </p><p><b>　　P1:</b></p><p>　　CALL XIANSHI</p><p>