課程設(shè)計(jì)---應(yīng)用8255a實(shí)現(xiàn)交通燈控制設(shè)計(jì)

1、<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，是人們利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和開發(fā)各種應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。同時(shí)微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程， 理論與實(shí)踐相結(jié)合可以更好的掌握知識，這也是這次交通燈系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)目的。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，它的有無作為交通安全檢查的重要依據(jù)，是交通秩序正常

2、進(jìn)行的有力保障。</p><p>　　十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，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，國內(nèi)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(zhuǎn)換間隔，并自動切換。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”在單片機(jī)中，每次只是以一定周期交替變化。

3、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)常受認(rèn)為因素的影響。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)方向上車輛動態(tài)

4、狀況，自動判斷紅綠燈時(shí)間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時(shí)控制，能用數(shù)字顯示器顯示當(dāng)前燈色剩余時(shí)間，以便于駕駛員隨時(shí)掌握自己的駕駛動作，及時(shí)停車或啟動。 </p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)以固定的程序?qū)崿F(xiàn)對交通燈實(shí)行控制，沒有實(shí)現(xiàn)智能化，但智能化是交通控制系統(tǒng)是交通控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，也是滿足日益發(fā)展的社會需要。通過本次的課程設(shè)計(jì)，更好的學(xué)習(xí)微機(jī)接口的應(yīng)用技術(shù)，使我們將課堂所學(xué)到的

5、知識和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，初步掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和接口設(shè)計(jì)的方法，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　由于時(shí)間倉促和水平所限，本次課程設(shè)計(jì)難免有欠妥之處，請不吝批評指正。</p><p>　　摘要：本文介紹了以計(jì)算機(jī)為核心.利用可編程并行接口芯片8255A的軟硬件功能，實(shí)現(xiàn)對交通燈控制</p><p>　　關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī) 可編程并行接日

6、芯片 交通燈 8255A</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　封 面 ——————————————————————— 1</p><p>　　前 言 ————————————————————————2</p><p>　　目 錄 ———————————————————

7、—————3</p><p>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 —————————————————————4</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目及要求———————————————5</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)————————————————————6</p><p>　　2.1 交通燈控制系統(tǒng)介紹</p><p>　　2.2

8、芯片選擇 </p><p><b>　　2.3 系統(tǒng)原理</b></p><p>　　第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)————————————————————9</p><p><b>　　3.1 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1 8255A并行接口————————————————10<

9、;/p><p>　　3.1.2 8259A可編程中斷控制器————————————12</p><p>　　3.1.3 8253可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器———————————13</p><p>　　3.2 軟件設(shè)計(jì) —————————————————————15</p><p>　　3.3 程序流程圖———————————————————

10、——21</p><p>　　第四章 程序設(shè)計(jì) ————————————————————22</p><p>　　第五章 調(diào)試結(jié)果 ————————————————————24</p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)步驟</p><p>　　5.2 調(diào)試記錄與分析</p><p>　　第六章 小結(jié) ———

11、—————————————————25</p><p>　　第七章 參考文獻(xiàn)————————————————————26</p><p>　　第八章 附錄——————————————————————27</p><p>　?、?課程設(shè)計(jì)題目：交通燈</p><p><b>　　Ⅱ 原始資料</b></p&g

12、t;<p>　　1、《微型計(jì)算機(jī)及接口》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書</p><p>　　2、《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》教材</p><p>　　3、交通燈的工作原理（圖書館借、網(wǎng)上搜索、下載）</p><p>　　Ⅲ 課程設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的目的意義：</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)同學(xué)

13、們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，使同學(xué)們達(dá)到以下能力訓(xùn)練：</p><p>　?、?、調(diào)查研究、分析問題的能力；</p><p>　　⑵、使用設(shè)計(jì)手冊、技術(shù)規(guī)范的能力；</p><p>　　⑶、查閱中外文獻(xiàn)的能力；</p><p>　?、取⒅贫ㄔO(shè)計(jì)方案的能力；</p><p>　　⑸、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力；</p><

14、p>　　⑹、設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖的能力；</p><p>　?、恕⒓夹g(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析能力；</p><p>　　⑻、語言文字表達(dá)的能力。</p><p>　　本課題研究的主要內(nèi)容：</p><p>　　使用 8255A的A口和B口模擬十字路口交通燈的閃爍情況。</p><p><b>　　基本要求：</

15、b></p><p>　?、?、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路（要求利用FD-88實(shí)驗(yàn)儀的硬件資源）</p><p><b>　?、?、分析實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p><b>　?、?、列出實(shí)驗(yàn)接線表</b></p><p>　　⑷、采用匯編語言編寫實(shí)驗(yàn)程序</p><p>　　⑸、通過

16、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　?、?、編寫課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)題目以及要求</p><p>　　一、 課程設(shè)計(jì)題目：交通燈 </p><p>　　使用8255A的A口和B口模擬十字路口交通燈的閃爍情況</p><p><b>　　二、基本要求：</b>&

17、lt;/p><p>　　1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路（要求利用FD-88試驗(yàn)儀的硬件資源）</p><p><b>　　2、分析實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p><b>　　3、列出實(shí)驗(yàn)接線表</b></p><p>　　4、采用匯編語言編寫實(shí)驗(yàn)程序</p><p>　　5、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功能

18、的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　6、編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2．1交通燈控制系統(tǒng)介紹</p><p>　　十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，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，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅

19、燈—綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。假設(shè)為某個(gè)十字路口設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)，1、3為東，南方向， 2、4為西，北方向，初始態(tài)為4個(gè)路口的紅燈全亮。 之后， 1、3路口的綠燈亮， 2、4路口的紅燈亮， 1、3路口方向通車。 延遲一段時(shí)間后， 1、3路口的綠燈熄滅，而1、3路口的黃燈開始閃爍。閃爍若干次后， 1、3路口的紅燈亮， 同時(shí)2、4路口的綠燈亮， 2、4路口

20、方向開始通車。 延遲一段時(shí)間后， 2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到1、3路口方向。 之后，重復(fù)上述過程。</p><p><b>　　2.1.1主要內(nèi)容</b></p><p>　　在十字路口的東西和南北兩個(gè)方向都各有紅、黃、綠三個(gè)信號燈。紅、黃、綠交通燈的變化規(guī)律為： 1）南北方向的綠燈、東西方向的紅燈同時(shí)亮20秒。 2）南北方向的綠

21、燈滅、黃燈亮5秒，同時(shí)東西方向的紅燈繼續(xù)亮。 3）南北方向的黃燈滅、紅燈亮，同時(shí)東西方向的紅燈滅、綠燈亮，持續(xù)20秒。 4）南北方向的紅燈繼續(xù)亮，同時(shí)東西方向的綠燈滅、黃燈亮5秒。 5）轉(zhuǎn)1）重復(fù)。 </p><p><b>　　2.1.2工作原理</b></p><p>　　交通燈的工作過程如下：設(shè)十字路口的1、3為南，北方向，2、4為東西方向，初始態(tài)為4個(gè)

22、路口的紅燈全亮。之后，1、3路口的綠燈亮，2、4路口的紅燈亮，1、3路口方向通車，2個(gè)路口的LED數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí)25秒。延遲20秒后，1、3路口的綠燈熄滅，而1，3路口的黃燈開始閃爍（1HZ）。閃爍5次后，1、3路口的紅燈亮，同時(shí)2、4路口的綠燈亮，2、4路口方向開始通車，2個(gè)路口的LED數(shù)碼管重新開始倒計(jì)時(shí)25秒。延遲20秒時(shí)間后，2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍。閃爍5次后，再切換到1、3路口方向。之后，重復(fù)上述過程。當(dāng)有緊急

23、情況時(shí)，2個(gè)方向都紅燈亮，倒計(jì)時(shí)停止，車輛禁止通行，當(dāng)緊急情況結(jié)束后，控制器恢復(fù)以前的狀態(tài)繼續(xù)工作。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中采用6個(gè)發(fā)光二極管來模擬2個(gè)路口的黃紅綠燈，每個(gè)路口用2個(gè)數(shù)碼管來顯示通行或禁止剩余的時(shí)間。緊急情況用一個(gè)單脈沖發(fā)生單元申請中斷來模擬，緊急情況結(jié)束后，再發(fā)一個(gè)中斷來恢復(fù)以前的狀態(tài)。</p><p>　　根據(jù)前面的介紹，本設(shè)計(jì)硬件由定時(shí)模塊、發(fā)光二極管模塊、數(shù)碼

24、管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。定時(shí)模塊采用硬件定時(shí)和軟件定時(shí)相結(jié)合的方法，用8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)100ms，再用軟件計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)所需的定時(shí)。發(fā)光二極管模塊由8255控制發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)。數(shù)碼管顯示模塊由實(shí)驗(yàn)平臺上的LED顯示模塊實(shí)現(xiàn)。緊急中斷模塊是由單脈沖發(fā)生單元和8279中斷控制器組成。</p><p>　　程序主要是由定時(shí)子程序、發(fā)光二極管顯示子程序、數(shù)碼管顯示子程序和中斷服務(wù)程序組成。包括對8253、825

25、5以及8259等可編程器件的編程。</p><p><b>　　交通燈顯示模塊</b></p><p>　　2.2、 芯片選擇 1．用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8255A實(shí)現(xiàn)對信號燈的控制（所用端口自定）；2位數(shù)碼顯示用 8255A實(shí)現(xiàn)控制。 2. 用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8253的計(jì)數(shù)器2定時(shí)向?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)主片8259A的IRQ7請求中斷，

26、 以實(shí)現(xiàn)定時(shí)；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8253的計(jì)數(shù)器2的CLK2接OPCLK，頻率為1.19318MHZ；GATE2已接 +5V；定時(shí)采用軟硬件相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。 ⒊ 用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)光二極管模擬紅綠燈</p><p><b>　　2.3 系統(tǒng)原理</b></p><p>　　本次系統(tǒng)利用8253定時(shí)，8259中斷、8255A并口輸出實(shí)現(xiàn)交通燈模擬控制的硬件電路，利用匯編

27、語言程序編寫源程序代碼實(shí)現(xiàn)軟件部分；能自動控制和手動控制，可以調(diào)整自動模式的綠燈和紅燈時(shí)間。通過接口芯片8255構(gòu)成并行接口電路，用它的A口和B口模擬交通燈的閃爍情況，A口表示東、南方向，B口表示西、北方向,綠燈和紅燈共同表示黃燈。首先片選對應(yīng)的端口地址，定義8255A的工作方式位0；然后對端口A和B進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)寫入，控制交通燈的亮度以及閃爍情況，采用延時(shí)子系統(tǒng)。</p><p><b>　　第三章

28、詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本課題的設(shè)計(jì)可通過實(shí)驗(yàn)平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內(nèi)部已經(jīng)連接，用戶在使用時(shí)只要設(shè)計(jì)模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示。硬件電路由定時(shí)模塊、發(fā)光二極管模塊、數(shù)碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。</p&

29、gt;<p>　　定時(shí)模塊是由8253的計(jì)數(shù)器0來實(shí)現(xiàn)定時(shí)100ms。Clk0接實(shí)驗(yàn)平臺分頻電路輸出Q6，f＝46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255輸出來控制計(jì)數(shù)器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定時(shí)完成申請中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。</p><p>　　3.1.1.8255A并行接口</p><p>　　一. 8255A的引腳及功能 </p>

30、;<p>　　8255A是一個(gè)采用NMOS工藝制造的40個(gè)引腳的雙列直插式組建， 其外部引腳如下圖所示：</p><p>　　功能：8255A具有面向主機(jī)系統(tǒng)總線和面向外設(shè)兩個(gè)方向的連接能力，即通過8255A，CPU可直接同外設(shè)相連接，負(fù)責(zé)CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　　1、面向系統(tǒng)總線的信號線</p><p>　　D0~~D7：雙向

31、數(shù)據(jù)線;CPU通過它向8255A發(fā)送命令、數(shù)據(jù)；8255A通過它向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)</p><p>　　/CS：選片信號線，該信號線低電平有效，由系統(tǒng)總線經(jīng)I/O地址譯碼器產(chǎn)生</p><p>　　A1、A0：芯片內(nèi)部端口地址信號線，與系統(tǒng)地址總線地位相連</p><p>　　/RD：讀信號線，該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行IN指令，發(fā)讀信號將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號從

32、8255A讀至CPU</p><p>　　/WR：寫信號線，該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行OUT指令，發(fā)寫信號，將命令或數(shù)據(jù)寫入8255A</p><p>　　RESET：復(fù)位信號線，該信號高電平有效。</p><p>　　2、面向I/O設(shè)備的信號線</p><p>　　PA0~~PA1:端口A的輸入/輸出線</p><

33、p>　　PBO~~PB7:端口B的輸入/輸出線</p><p>　　PC0~~PC7:端口C的輸入/輸出線</p><p>　　這24根信號線均可用來連接I/O設(shè)備，通過它們傳送數(shù)字量信息或開關(guān)量信息</p><p><b>　　二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　1、數(shù)據(jù)總線緩沖器<

34、/b></p><p><b>　　2、讀/寫控制邏輯</b></p><p>　　3、A組和B組控制電路</p><p>　　4、數(shù)據(jù)端口A、B、C</p><p>　　三、8255的工作方式</p><p>　　1、方式0——基本輸入/輸出方式</p><p>　

35、　8255工作在方式0時(shí)，三個(gè)端口分成彼此的兩個(gè)8位口，即A口和B口，兩個(gè)4位口，這4個(gè)并行口都能設(shè)定為輸入或輸出。方式0常用于無條件查詢傳送</p><p>　　2、方式1——選通輸入/輸出方式</p><p>　　3、方式2——雙向輸入/輸出方式</p><p>　　3.1.2 8259A可編程中斷控制器</p><p>　　一、8259

36、A的引腳及功能</p><p>　　8259A的引線分為3部分，即與CPU的接口引線，與外設(shè)的引線和用于級聯(lián)的接口引線，如下圖所示</p><p>　　1、8259A與CPU的接口引線</p><p>　　D7~D0：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。與CPU數(shù)據(jù)總線直接相連</p><p>　　/WR： 寫信號，輸入，低電平有效</p>

37、<p>　　/RD： 讀信號，輸入，低電平有效</p><p>　　A0： 地址線，輸入，用于尋址8259A內(nèi)部的兩個(gè)端口，此引腳連接CPU系統(tǒng)地址線</p><p>　　/CS: 片選信號，輸入，低電平有效。此引腳連接譯碼電路輸出端</p><p>　　INT：中斷請求信號，輸出，高電平有效，連接CPU的可屏蔽中斷請求輸入端INTR</p

38、><p>　　/INTA； 中斷響應(yīng)信號，低電平有效，用于接收CPU送回的中斷響應(yīng)負(fù)脈沖</p><p><b>　　二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　1、數(shù)據(jù)總線緩沖器</b></p><p><b>　　2、讀/寫邏輯</b></p><p&

39、gt;　　3、級聯(lián)緩沖/比較器</p><p><b>　　4、中斷請求寄存器</b></p><p><b>　　5、終端屏蔽寄存器</b></p><p><b>　　6、優(yōu)先權(quán)分析器</b></p><p><b>　　7、中斷服務(wù)寄存器</b>&l

40、t;/p><p><b>　　8、控制邏輯</b></p><p><b>　　三、工作方式</b></p><p><b>　　1、屏蔽中斷源方式</b></p><p>　　2、設(shè)置優(yōu)先級的方式</p><p><b>　　3、中斷結(jié)束方式&l

41、t;/b></p><p><b>　　4、查詢中斷方式</b></p><p><b>　　5、讀取狀態(tài)方式</b></p><p><b>　　6、級聯(lián)方式</b></p><p>　　7、連接系統(tǒng)總線方式</p><p>　　3.1.3、82

42、53可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　一、8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器的引腳及功能</p><p>　　8253是NMOS工藝制成，采用單一+5V電源，24引腳雙列直插式封裝，外部引腳如下所示</p><p>　　1、8253與CPU的接口引線</p><p>　　D7~D0:雙向數(shù)據(jù)線：可直接與數(shù)據(jù)總線相連，用于傳遞各種數(shù)據(jù)信息</p

43、><p>　　/WR：寫信號，輸入，低電平有效，用于控制CPU對8253的寫操作</p><p>　　/RD：讀信號，輸入低電平有效。用于控制CPU對8253的讀操作</p><p>　　A1、A0：地址線，輸入信號</p><p>　　/CS：片選信號，輸入信號，低電平有效。當(dāng)/CS為0時(shí)，8253被選中，允許CPU對其進(jìn)行讀/寫操作</

44、p><p>　　2、8253與外設(shè)的接口引線</p><p>　　CLKO~CLK2：時(shí)鐘輸入信號；GATE0~GATE2：門控輸入信號；OUT0~OUT2：計(jì)數(shù)輸出端</p><p><b>　　3、定時(shí)與計(jì)數(shù)方式</b></p><p><b>　　二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><

45、;p><b>　　1、數(shù)據(jù)總線緩沖器</b></p><p><b>　　2、讀/寫邏輯電路</b></p><p><b>　　3、控制字寄存器</b></p><p><b>　　4、計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　三、8253方式控制字&l

46、t;/p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253的每個(gè)計(jì)數(shù)通道根據(jù)CPU發(fā)命令寫入控制寄存器的控制字確定工作方式和計(jì)數(shù)格式。8253控制字的格式如下所示：</p><p>　　D7、D6:計(jì)數(shù)器選擇位SC1、SC0。8253的3個(gè)計(jì)數(shù)器相互獨(dú)立，并且都有一個(gè)控制寄存器。但這三個(gè)控制寄存器占用同一個(gè)端口地址，即A1A0=11</p><p>　　D5、D4：讀/寫指示位RW1、

47、RW0。CPU向某個(gè)計(jì)數(shù)器寫入初值和讀取它們的當(dāng)前值時(shí)不同的格式</p><p>　　D3、D2、D1：工作方式選擇位M2、M1、M0。8253有6種工作方式，選擇哪種工作方式由M2、M1、M0編碼確定</p><p>　　DO：數(shù)值計(jì)數(shù)格式，用來選擇計(jì)數(shù)格式。DO=O,計(jì)數(shù)器按二進(jìn)制格式計(jì)數(shù)；D0=1,計(jì)數(shù)器按BCD碼格式計(jì)數(shù)</p><p>　　四、8253工作

48、方式</p><p>　　1、方式0——計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式</p><p>　　2、方式1——可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式</p><p>　　3、方式2——分頻器</p><p>　　4、方式3——方波發(fā)生器</p><p>　　5、方式4——軟件觸發(fā)選通</p><p><b>　　3.2軟

49、件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. 軟件設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　本程序由主程序、定時(shí)中斷子程序和外部中斷子程序組成。主程序主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化和等待中斷。定時(shí)中斷子程序主要負(fù)責(zé)數(shù)碼管顯示刷新和紅綠黃燈各種狀態(tài)切換。外部中斷子程序負(fù)責(zé)緊急情況處理和處理完恢復(fù)。</p><p>　　8253計(jì)數(shù)的起停由8255

50、的PA0控制，8255的PA0輸出1時(shí)，8253開始計(jì)數(shù)，交通燈按正常狀態(tài)切換工作，PA0輸出0時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作，交通燈不再按正常狀態(tài)切換。8253開始計(jì)數(shù)后每100ms發(fā)出一個(gè)中斷申請信號，在中斷子程序中先刷新數(shù)碼管，然后判斷當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)入相應(yīng)的處理程序進(jìn)行處理。當(dāng)有緊急情況時(shí)進(jìn)入外部中斷服務(wù)子程序，先讓8253停止計(jì)數(shù)，然后點(diǎn)亮所有的紅燈，下一次外部中斷處理時(shí)，恢復(fù)原來的交通燈狀況，啟動8253開始工作。</p>&

51、lt;p><b>　　2. 主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化，然后數(shù)碼管數(shù)據(jù)輸出顯示，同時(shí)檢測PC鍵盤按鍵，有按鍵就退出程序。主程序的流程圖如圖3所示。</p><p>　　系統(tǒng)初始化包括8253的初始化，8255的初始化，中斷向量初始化以及設(shè)置交通燈工作的初始狀態(tài)。8253定時(shí)的時(shí)間是100ms，clk0的輸入時(shí)鐘f＝46875h

52、z，所以計(jì)數(shù)初值為124FH。</p><p><b>　　主程序的流程圖：</b></p><p>　　3. 定時(shí)中斷子程序</p><p>　　定時(shí)中斷子程序是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，負(fù)責(zé)完成數(shù)碼管輸出數(shù)據(jù)刷新和各個(gè)狀態(tài)的處理切換。中斷子程序包括數(shù)碼管輸出數(shù)據(jù)刷新程序和各狀態(tài)處理程序。中斷程序的流程圖如圖4所示。</p><p&g

53、t;　　數(shù)碼管輸出數(shù)據(jù)刷新子程序是實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)25s，用LEDOUT表示輸出的數(shù)據(jù)，cnt用來軟件計(jì)時(shí)1s，就是計(jì)數(shù)10個(gè)100ms。LED輸出是要將輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為段選碼。LED數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示子程序的流程圖如圖5所示。</p><p>　　根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序，在處理程序中完成定時(shí)和狀態(tài)的切換。狀態(tài)1和3的流程是一樣的，先點(diǎn)亮對應(yīng)的交通燈，再判斷定時(shí)到了就可以切換了。狀態(tài)2和4要實(shí)現(xiàn)黃燈的閃爍，間

54、隔點(diǎn)亮和熄滅就可以了。狀態(tài)1和3處理程序的流程圖（以狀態(tài)1為例）如圖6所示，其中NUM是狀態(tài)1對應(yīng)的PC口輸出，見前面的表中介紹。狀態(tài)2和4處理程序（以狀態(tài)1為例）的流程圖如圖7所示，其中NUM1和NUM2是狀態(tài)1對應(yīng)的PC口輸出。</p><p>　　4. 外部中斷服務(wù)子程序</p><p>　　外部中斷服務(wù)子程序主要用來處理緊急情況，將2個(gè)方向的車都停止運(yùn)行，點(diǎn)亮所有紅燈。下次中斷來時(shí)

55、恢復(fù)以前的狀態(tài)。用一個(gè)標(biāo)志位FLAG判斷是第一次進(jìn)入還是恢復(fù)狀態(tài)。外部中斷服務(wù)子程序的流程圖見圖8所示。</p><p>　　5.FD88調(diào)試軟件</p><p><b>　　§1、功能特點(diǎn)</b></p><p>　　FD88 Debug（文件名FD88.EXE）是IBM－PC上（ 286， 386。 486或兼容機(jī)）為FD8088

56、A實(shí)驗(yàn)儀配置的調(diào)試軟件。它具有功能強(qiáng)、使用靈活方便、人- 機(jī)界面友善、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，能支持各種應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試。在FD8088A實(shí)驗(yàn)儀和Debug軟件支持下、使用戶得心應(yīng)手地完成實(shí)驗(yàn)過程中各個(gè)階段的工作（包括源程序編輯、存盤、讀盤、程序調(diào)試等），大大提高工作效率，縮短調(diào)試周期。</p><p>　　FD88 調(diào)試軟件允許用戶使用兩種操作方式：窗口方式和命令方式．窗口方式顯示的信息量大，各個(gè)窗口都是活動的，用戶可在

57、窗口中進(jìn)行修改數(shù)據(jù)等操作。窗口方式具有系統(tǒng)初始化、文件管理、運(yùn)行控制、窗口管理等多種操作命令。用戶既可以根據(jù)菜單操作也可以使用一些功能鍵進(jìn)行操作．窗口方式特別適用于程序的調(diào)試，便于觀察程序運(yùn)行后的結(jié)果。命令方式操作快捷；對于熟練用戶比較合適。</p><p><b>　　§2、啟動方法</b></p><p>　　將FD8088A實(shí)驗(yàn)儀和 IBM－PC（ 2

58、86, 386, 486或兼容機(jī)）通過 RS232電纜相連；打開FD8088A實(shí)驗(yàn)儀電源． PC機(jī)開機(jī)以后運(yùn)行FD88調(diào)試軟件（ FD88調(diào)試軟件可以復(fù)制到PC機(jī)的硬盤上）。FD88調(diào)試軟件有四個(gè)參數(shù)。用戶可使用其中任意一個(gè)，其功能如下：</p><p>　　/n 啟動調(diào)試軟件，但不和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接，用戶可在軟件中在進(jìn)行連接：</p><p>　　/1 啟動調(diào)試軟件，使用

59、串行口1， 19600波持率和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接；</p><p>　　/2 啟動調(diào)試軟件，使用單行口2；19600波特率和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接；</p><p>　　/? 顯示FD88調(diào)試軟件的參數(shù)幫助信息．</p><p><b>　　⑴、異常情況</b></p><p>　　如果調(diào)試軟件和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接失敗，則在屏幕上彈

60、出提示窗口：</p><p>　　這時(shí)輸入回車鍵；進(jìn)入調(diào)試軟件．用戶應(yīng)檢查串行口設(shè)置，還應(yīng)檢查FD－SJ8088A實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源是否開放。若電源已開啟，按一下復(fù)位按鈕使之處于初始狀態(tài)。如果聯(lián)接錯(cuò)誤是因?yàn)榇锌谠O(shè)置錯(cuò)誤，則應(yīng)按ALT＋X鍵退出調(diào)試軟件，使用正確的參數(shù)重新啟動。如是其他原因，糾正錯(cuò)誤后使用菜單命令中Reconnect命令重新進(jìn)行連接即可。</p><p><b>　?、?/p>

61、、正常情況</b></p><p>　　如果連接和操作正確，則在屏幕上出現(xiàn)六個(gè)窗口，系統(tǒng)現(xiàn)場信息分別顯示在各窗口內(nèi)。</p><p><b>　　3.3 程序流程圖</b></p><p>　　第四章 程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　部分程序清單如下：</b></p>

62、;<p>　　MY8255_A EQU IOY0+00H*4 ;8255的A口地址</p><p>　　MY8255_B EQU IOY0+01H*4 ;8255的B口地址</p><p>　　MY8255_C EQU IOY0+02H*4 ;8255的C口地址</p><p>　　MY825

63、5_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址</p><p>　　STACK1 SEGMENT STACK</p><p>　　DW 256 DUP(?)</p><p>　　STACK1 ENDS</p><p>　　DATA SEGMENT </p><p>　　LA

64、 DB ? ;定義數(shù)據(jù)變量</p><p>　　LB DB ?</p><p><b>　　DATA ENDS</b></p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p&

65、gt;　　START: MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_MODE ;定義8255工作方式 </p><p>　　MOV AL,80H ;工作方式0，A口和B口為輸出</p><

66、p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　LOOP1: MOV DX,MY8255_A ;寫A口發(fā)出的數(shù)據(jù)，東方向綠燈亮,南方向</p><p><b>　　紅燈亮</b></p><p>　　MOV AL,3CH</p><p><b>　　OUT DX,A

67、L</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_B ;寫B(tài)口發(fā)出的數(shù)據(jù)，西方向綠燈亮,北方向</p><p><b>　　紅燈亮</b></p><p>　　MOV AL,3CH</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>

68、;　　CALL DALLY1</p><p>　　DALLY PROC NEAR ;軟件延時(shí)子程序 </p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　　MOV CX,0FFFH<

69、/p><p>　　D1: MOV AX,0FFFFH</p><p>　　D2: DEC AX</p><p><b>　　JNZ D2</b></p><p><b>　　LOOP D1</b></p><p><b>　　POP AX</b

70、></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY ENDP</p><p>　　DALLY1 PROC NEAR ;軟件延時(shí)子程序，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮</p><p>

71、;<b>　　PUSH CX</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　　MOV CX,1EH</p><p>　　D3: CALL DALLY</p><p><b>　　LOOP D3 </b></p><p

72、><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY1 ENDP</p><p>　　DALLY2 PROC NEAR ;軟件延時(shí)子程序，黃燈閃爍（

73、即亮與滅）的時(shí)間間隔，</p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p>　　PUSH AX </p><p>　　MOV CX,02H</p><p>　　D4: CALL DALLY </p><p>　　LOOP D3 </p

74、><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY2 ENP</p><p><b>　　第五章 調(diào)試結(jié)果</b>

75、;</p><p><b>　　5.1 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　?。?） 連接8255并行口控制交通燈實(shí)驗(yàn)電路</p><p>　　運(yùn)行并使其能通過軟件控制其交通燈控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?） 連接8259單極中斷控制器實(shí)驗(yàn)電路</p><p>　　運(yùn)行并使其能成功完成中斷控

76、制。</p><p>　　（3） 連接8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)電路</p><p>　　運(yùn)行并使其能定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能，并產(chǎn)生方波。</p><p>　　（4） 用導(dǎo)線將以上實(shí)驗(yàn)電路模塊連接起來，就是硬件控制的交通燈控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?） 編寫程序代碼，8255交通燈顯示實(shí)驗(yàn)，A口表示東、南方向，B口表示西、北方向,綠燈和紅燈共

77、同表示黃燈</p><p>　?。?） 將匯編好的實(shí)驗(yàn)程序裝入</p><p><b>　　（7） 匯編調(diào)試</b></p><p>　?。?） 記錄運(yùn)行結(jié)果，以及調(diào)試中遇到的問題</p><p>　　5.2調(diào)試記錄與分析</p><p>　　在調(diào)試中，剛開始由于對一些芯片不是很了解以及匯編語言用

78、的不是很熟練，所以起初錯(cuò)誤比較多，要么燈都不顯示，要么燈顯示不全，再要么紅燈綠燈時(shí)間分配不合理?？傊且活^霧水，通過翻閱接口方面的書以及在網(wǎng)上查閱資料，有點(diǎn)了初步的進(jìn)展。諸如像燈不顯示或顯示不全，一方面可能由于電路連接出錯(cuò)或者可能程序沒寫正確都會導(dǎo)致這些錯(cuò)誤。而紅黃綠時(shí)間分配不合理，比方說黃燈時(shí)間很久而綠燈時(shí)間很短，這都是時(shí)間設(shè)置問題，這些都要通過代碼更改才能實(shí)現(xiàn)。其中8255A的A口表示東、南方向，B口表示西、北方向,綠燈和紅燈共同表

79、示黃燈，由于能力有限以及代碼存在的一些錯(cuò)誤，沒能正確的調(diào)試出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，希望通過以后不斷的學(xué)習(xí)，提高自身能力。</p><p><b>　　第六章 小結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是要設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈系統(tǒng)，主要通過8255A的A口和B口模擬十字路口交通燈的閃爍情況。在本次對交通燈的設(shè)計(jì)過程中以此來加深對微機(jī)接口技術(shù)的理解，提高了自己的動手能力。<

80、/p><p>　　首先著手對硬件電路的設(shè)計(jì)，本次課程設(shè)計(jì)主要采用了8255A接口電路、8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器和8259中斷控制器這三個(gè)芯片電路。由于對各個(gè)芯片不熟悉，通過課本了解到了它們的引腳及功能、工作方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制字。對各個(gè)功能的熟悉便于了硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　然后就是對程序的設(shè)計(jì)，想要設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)用的控制系統(tǒng)需要了解程序流程，先畫出了流程圖，然后對代碼進(jìn)行編寫，主要采用

81、匯編語言</p><p>　　最后對程序，硬件電路進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試過程中遇到了很多問題，要么燈都不顯示，要么燈顯示不全，再要么紅燈綠燈時(shí)間分配不合理，對系統(tǒng)功能以及軟件延時(shí)子程序的調(diào)用等等，有些問題在同學(xué)和老師的幫助下得以解決，但有些卻依然存在。可能是跟自身的代碼編寫，電路的連接有問題~~所以最好導(dǎo)致無法運(yùn)行出預(yù)期的正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　經(jīng)過為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我獲益頗多。

82、將微機(jī)接口技術(shù)中的理論與實(shí)踐相結(jié)合起來，對芯片的功能也有了進(jìn)一步認(rèn)識理解，重溫了匯編語言的編程，還將單片機(jī)的原理結(jié)合起來了。在實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，如何解決問題的能力都有所提高。還有一點(diǎn)讓我很感動，遇到問題時(shí)，同學(xué)不厭其煩的幫忙解決問題舉動，意識了一個(gè)團(tuán)體力量的偉大。</p><p>　　最后希望通過以后的學(xué)習(xí)，不斷提升自身各方面的能力，如對專業(yè)知識的掌握程度，動手實(shí)踐能力等。經(jīng)過此次的課程設(shè)計(jì)，我們

83、學(xué)會了合作。我們要形成自己的設(shè)計(jì)思想，以便在今后的專業(yè)課形成自己的風(fēng)格。同時(shí)在多多鍛煉自己的動手能力，以便在以后的工作能獨(dú)立完成一些設(shè)計(jì)項(xiàng)目。</p><p><b>　　第七章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《微型接口技術(shù)實(shí)用教程》（任向民 編著） </p><p><b>　　清華大學(xué)出版社<

84、/b></p><p>　　2、《微型計(jì)算機(jī)及接口實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》</p><p>　　安徽工程科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系</p><p>　　3、匯編語言程序設(shè)計(jì)(第2版) </p><p>　　王成耀編著，高等教育出版社</p><p>　　4、《MCS-51 系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù)》</p>&

85、lt;p>　　徐建軍編著,人民教育出社</p><p>　　5、《51 系列單片機(jī)及 C51 程序設(shè)計(jì)》,</p><p>　　王建校編著,科學(xué)出版社</p><p>　　6、章忠全主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)――實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，第一版。</p><p>　　7、中國科技大學(xué)電子學(xué)教研室編　盧結(jié)成主編　電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì)，　中國科技大學(xué)出

86、版社。</p><p>　　8、華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編　康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），第四版，高等教育出版社。</p><p>　　第八章 附 錄</p><p>　?。ㄒ唬〤ODE SEGMENT ASSUME CS:CODE ORG 1000H START:MOV DX,73H MOV AL,80H

87、 OUT DX,AL MOV DX,71H MOV AL,1110B OUT DX,AL MOV DX,72H MOV AL,01111001B OUT DX,AL CALL DELAYED1 MOV BX,5H L1: MOV DX,71H MOV AL,1110B OUT DX,A

88、L MOV DX,72H MOV AL,10111010B OUT DX,AL CALL DELAYED2 MOV DX,71H MOV AL,1110B OUT DX,AL MOV DX,72H MOV AL,11111011B OUT DX</p><p>　　DELAY

89、ED1: MOV AX,10 L3: MOV CX,0FFFFH LOOP $ DEC AX JNZ L3 RET DELAYED2: MOV CX,0FFFFH LOOP $ RET CODE ENDS END START </p><

90、;p>　?。ǘ㊣OY0 EQU 0DA00H *</p><p>　　MY8255_A EQU IOY0+00H*4 </p><p>　　MY8255_B EQU IOY0+01H*4 </p><p>　　MY8255_C EQU IOY0+02H*4 </p&

91、gt;<p>　　MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4 </p><p>　　STACK1 SEGMENT STACK</p><p>　　DW 256 DUP(?)</p><p>　　STACK1 ENDS</p><p>　　DATA SEGMENT </p><p>　

92、　LA DB ? </p><p>　　LB DB ?</p><p><b>　　DATA ENDS</b></p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p>

93、;　　START: MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_MODE </p><p>　　MOV AL,80H </p><p><b>　　OUT DX,AL<

94、/b></p><p>　　LOOP1: MOV DX,MY8255_A ;</p><p>　　MOV AL,3CH</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p><p>　　MOV AL,3CH</p>

95、;<p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DALLY1</p><p>　　MOV CX,08H</p><p>　　L1: MOV DX,MY8255_A </p><p>　　MOV AL,0FCH</p><p>　　OUT DX,

96、AL </p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p><p>　　MOV AL,0FCH</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　CALL DALLY2</p><p>　　MOV DX,MY8255_A </p><p>　　M

97、OV AL,30H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p><p>　　MOV AL,30H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DALLY2<

98、;/p><p><b>　　LOOP L1</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_A </p><p>　　MOV AL,0C3H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p>

99、<p>　　MOV AL,0C3H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DALLY1</p><p>　　MOV CX,08H</p><p>　　L2: MOV DX,MY8255_A</p><p>　　MOV AL,0F3

100、H</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p><p>　　MOV AL,0F3H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　CALL DALLY2</p><p>

101、　　MOV DX,MY8255_A </p><p>　　MOV AL,0C0H</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　MOV DX,MY8255_B </p><p>　　MOV AL,0C0H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b><

102、/p><p>　　CALL DALLY2</p><p><b>　　LOOP L2</b></p><p>　　MOV AH,1 </p><p>　　INT 16H </p><p>　　JZ LOOP1

103、 </p><p>　　QUIT: MOV AX,4C00H </p><p>　　INT 21H </p><p>　　DALLY PROC NEAR </p><p><b>　　PUSH CX</b>&l

104、t;/p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　　MOV CX,0FFFH</p><p>　　D1: MOV AX,0FFFFH</p><p>　　D2: DEC AX</p><p><b>　　JNZ D2</b></p&

105、gt;<p><b>　　LOOP D1</b></p><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY ENDP&l

106、t;/p><p>　　DALLY1 PROC NEAR </p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　　MOV CX,1EH</p><p>　　D3: CALL DALLY</

107、p><p><b>　　LOOP D3 </b></p><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY1 E

108、NDP</p><p>　　DALLY2 PROC NEAR </p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p><b>　　PUSH AX</b></p><p>　　MOV CX,02H</p><p>　　D4: CALL DALLY

109、</p><p><b>　　LOOP D4</b></p><p><b>　　POP AX</b></p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DALLY