微機原理課程設(shè)計---交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計 (2)

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文檔簡介

1、　　課程設(shè)計說明書(論文)　　題目交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計 　　課程名稱微機原理及應(yīng)用A 　　院（系、部、中心）電力學(xué)院 　　專業(yè) 電氣工程及其自動化

2、;　　班級電力093 　　設(shè)計起止時間：2012 年 6 月 4 日至 10 日　　目錄　　一、課程設(shè)計任務(wù)書　?。ㄒ唬┱n程設(shè)計應(yīng)達到的目的----

3、----------------------------------3　?。ǘ┱n程設(shè)計題目及要求----------------------------------------3　?。ㄈ┱n程設(shè)計任務(wù)及工作量的要求--------------------------------4　?。ㄋ模┲饕獏⒖嘉墨I-----

4、-----------------------------------------4　?。ㄎ澹┱n程設(shè)計進度安排------------------------------------------5　?。┏煽兛己?-------------------------------------------------5

5、;　　二、課程設(shè)計說明書　?。ㄒ唬┱n程設(shè)計目的------------------------------------------6　?。ǘ┱n程設(shè)計實驗設(shè)備--------------------------------------6　　（三）設(shè)計思路與功能描述------

6、------------------------------6　　（四）電路原理圖及其說明------------------------------------7　?。ㄎ澹┙Y(jié)構(gòu)框圖----------------------------------------------9　?。┫到y(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法-

7、---------------------------9　?。ㄆ撸┻\行情況和結(jié)論----------------------------------------9　?。ò耍┰闯绦蚯鍐?-------------------------------------------9　　（九）心得與體會-----------

8、--------------------------------16　　三、附錄：　　（一）交通燈模擬圖-----------------------------------------16　　（二）參考文獻----------------------------------

9、-----------17　　課程設(shè)計任務(wù)書　　課程設(shè)計說明書　　一、課程設(shè)計的目的　　1 掌握可編程接口芯片8255、8253的應(yīng)用和初始化編程方法。

10、 　　2 進一步掌握8086/88匯編語言程序設(shè)計方法。　　3 學(xué)習(xí)并掌握多重循環(huán)嵌套程序的設(shè)計，掌握指令執(zhí)行時間的計算和軟件延時程序的設(shè)計。　　二、實驗的設(shè)備　　1 裝有星研集成環(huán)境軟件的計算機一臺 </

11、p>　　2 Star實驗箱一臺　　三、設(shè)計思路與功能描述　　1、設(shè)計要求： 　　設(shè)計一個十字路口的交通信號燈（由實驗儀的LED發(fā)光二極管模擬）。　　采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸

12、入K8控制開關(guān)信號；　　用8253硬件定時，軟件查詢方式實現(xiàn)如下功能：　　白天模式：①東西方向和南北方向各放行10秒。綠燈轉(zhuǎn)紅燈前黃燈閃爍4秒。　?、贚ED數(shù)碼顯示器顯示倒數(shù)計時，從9倒數(shù)到0；倒數(shù)到4時黃燈亮。　　夜間模式：兩個方向黃燈閃爍，綠燈和紅燈不亮。</p

13、>　　2、設(shè)計思路：　　（1）8255：　　分析：　　本設(shè)計中，交通信號燈的燈光變化和數(shù)碼顯示通過8255實現(xiàn)控制。　　PA口用于

14、輸出信號控制燈光的變化（D6D5=00，D4=0），PB口用于輸出信號控制數(shù)碼管的顯示（D2=0，D1=0），PC0用于輸入K8的控制開關(guān)信號，PC1用于輸入用于硬件延時的方波信號（D0=1）。PC7用于輸出控制數(shù)碼管工作/不工作的信號（D3=0）。故寫入方式控制字為10000001B=81H。　　8255輸入/輸出信號如下表所示：　　燈光顯示：送低電平

15、則燈亮，送高電平則燈滅。　　b.LED數(shù)碼顯示：數(shù)碼管采用共陰極接法，位選信號為0則數(shù)碼管工作。　　a～dp段發(fā)亮條件：對應(yīng)位輸入1，見下表所示：　　白天模式：數(shù)碼管工作，PC7送0，即應(yīng)輸入0×××××××B<p

16、>　　夜晚模式：數(shù)碼管工作，PC7送1，即應(yīng)輸入1×××××××B　?。?）8253：　?、俳煌ㄐ盘枱袅?、滅的時間及數(shù)碼管的倒計時間隔都通過8253控制。　　8253工作方式3，通道0，采用10進制（

17、BCD=1），分頻系數(shù)設(shè)置為1953，故初始化時命令字為00110111B=37H。CLK0接3906Hz時鐘信號，GATE0接高電平，則OUT0輸出為頻率為2Hz方波。OUT0接8255-PC1。　　主程序通過查詢8255-PC1的狀態(tài)，獲知準確的定時信息。　　（3）白天和夜間模式的切換：　　通過8255讀取P

18、C0的狀態(tài)后，用軟件判斷是執(zhí)行白天還是夜間模式。　　使用IN指令，將PC的狀態(tài)送入寄存器AL，將PC70狀態(tài)送入了AL的D0中。由于只需判斷PC0的值，故將AL同00000001B相與。使用JZ判斷，若結(jié)果為1，即PC0為0，則轉(zhuǎn)白天模式，否則順序執(zhí)行夜間模式。　　通過使用循環(huán)語句，使得每執(zhí)行完一次白天或夜間模式，都重新對PC0的狀態(tài)進行一次判斷。一旦撥

19、動切換開關(guān)K8，就能及時切換交通燈運行模式。　　（4）硬件延時：　　讀取PC1的狀態(tài)，判斷是否為0，直到發(fā)生跳變?yōu)?，此過程執(zhí)行時間為半個周期即0.25s。繼續(xù)讀取PC1的狀態(tài)，判斷是否為1，直到發(fā)生跳變?yōu)?，此過程執(zhí)行時間為半個周期即0.25s。故判斷PC1發(fā)生兩次跳變的程序執(zhí)行一次所用時間就為0.5s。將此作為延

20、遲子程序，實現(xiàn)延時的效果。　　3、功能描述：　　（1）假設(shè)在一個A道(東西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安裝有自動信號燈。當A道和B道均有車輛要求通過時，A道和B道輪流放行。A道放行10秒鐘，B道再放行10秒鐘，依次輪流。綠燈轉(zhuǎn)換紅燈前黃燈閃爍4s。　　（2）夜間工作

21、時A道(東西方向)和B道(南北方向)只有黃燈閃爍。用一開關(guān)控制白天黑夜。　　四、電路原理圖及其說明　　8255：PA口，輸出，控制LED燈　　PB口，輸出，控制數(shù)碼管顯示數(shù)字　　PC0，輸入，反映開關(guān)狀態(tài)　　PC1，輸入，送入82

22、53產(chǎn)生的2Hz方波　　PC7，輸出，控制數(shù)碼管工作與否　　8253：OUT0，輸出，輸出方波給8255　　CLK0，輸入，送入固有頻率3906Hz　　電路圖如下：　　電路接

23、線實物圖：　　五、結(jié)構(gòu)框圖　　（1）主程序：　　Y　　N&

24、lt;b>　　。　　。　　。　　。　?。?）硬件延時0.5秒鐘子程序：

25、　Y　　N　　Y　　N　　六、系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法　　（1）遇到的問題：剛開始調(diào)試的時候程

26、序能編譯成功，但運行起來燈閃爍錯亂，數(shù)碼管顯示也不對。　　解決的辦法：檢查發(fā)現(xiàn)，接線端口插錯位，導(dǎo)致與程序不一致。改正接口后，運行結(jié)果就基本正確了。　?。?）遇到的問題：程序有錯誤，顯示超出范圍。 　　解決的方法：因程序太長，無法跳回，我們在程序中間設(shè)了幾個站點，如aa,bb,cc，用JMP無條件轉(zhuǎn)，解決了該問題

27、。　　七、運行情況和結(jié)論　?、俦敬卧O(shè)計基本完成了任務(wù)書中所要求的功能，在此基礎(chǔ)上還達到了撥動開關(guān)能立即轉(zhuǎn)換狀態(tài)的功能。　?、谟写倪M之處：　　延時程序不精確，最大存在0.5s的誤差。</p&

28、gt;　　八、源程序清單　　code segment　　assume cs:code　　go:mov al,10000001b ;8255初始化　　mov dx,0f003h&

29、lt;p>　　out dx,al　　mov al,00110111b ;8253初始化　　mov dx,0e003h　　out dx,al　　mov al,53h

30、 ;使用硬件8253延時0.5秒鐘　　mov dx,0e000h　　out dx,al　　mov al,19h　　out dx,al　　l: m

31、ov dx,0f002h ;判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　je ll ;結(jié)果為0則轉(zhuǎn)白天　　mov al, 80h ;

32、未選中PC7，不工作　　mov dx,0f002h　　out dx,al　　mov al,10111011b ;夜間黃燈閃爍，使燈全都亮　　mov dx,0f000h<b&g

33、t;　　out dx,al　　call delay　　mov al,11111111b ;使得燈都滅掉　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　c

34、all delay　　jmp l　　ll: mov dx,0f002h ;選中PC7，工作　　mov al,7fh　　out dx,al

35、　　mov al,01101111b ;南北綠燈，東西紅燈（9s-4s）　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call a　　call b

36、 ;南北黃燈，東西紅燈（3s-1s閃爍）　　mov al,11010111b ;南北紅燈，東西綠燈（9s-4s）　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call a&

37、lt;/p>　　call c ;南北紅燈，東西黃燈（3s-1s閃爍）　　jmp l　　mov ah,4ch　　int 21h　　delay

38、 proc ;8253延時0.5秒鐘　　m: mov dx,0f002h ;PC1接8253的OUT0　　in al,dx　　and al,02h　　jz m

39、 ;等于"0"時則轉(zhuǎn)，等待高電平　　n: mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,02h　　jnz n ;等于"1&quo

40、t;時則轉(zhuǎn)，等待低電平　　ret　　delay endp　　aa: jmp l ;無條件轉(zhuǎn)l　　a proc<p&g

41、t;　　mov al,6fh ;數(shù)碼管顯示"9"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay ;共延時1s<p&

42、gt;　　call delay　　mov dx,0f002h ; 判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　jnz l</p&g

43、t;　　mov al,7fh ;數(shù)碼管顯示"8"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay ;共延時1s</p&

44、gt;　　call delay　　mov dx,0f002h ; 判斷工作在夜間1/白天0　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h&l

45、t;/b>　　jnz aa ;為1轉(zhuǎn)aa　　mov al,07h ;數(shù)碼管顯示"7"　　mov dx,0f001h　　out dx,al

46、　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h<

47、b>　　cmp al,0h　　jnz aa　　mov al,7dh ;數(shù)碼管顯示"6"　　mov dx,0f001h　　out dx

48、,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h&

49、lt;b>　　cmp al,0h　　jnz aa　　jmp z　　bb: jmp aa　　z: mov al,6dh ;數(shù)碼管顯示

50、"5"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h<p&

51、gt;　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz aa　　mov al,66h ;數(shù)碼

52、管顯示"4"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　call delay　　call delay　　mov dx,0f002h<

53、;p>　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz bb　　ret</p&g

54、t;　　a endp　　b proc　　mov al,4fh ;數(shù)碼管顯示"3"　　mov dx,0f001h

55、　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay

56、　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h<

57、;p>　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz bb　　mov al,5bh

58、 ;數(shù)碼管顯示"2"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h&l

59、t;p>　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al&

60、lt;/p>　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h<p&

61、gt;　　jnz bb　　jmp y　　cc: jmp bb　　y: mov al,06h ;數(shù)碼管顯示"1"　　mov dx,0f00

62、1h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al<p&g

63、t;　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mo

64、v dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　jnz cc　　mov al,3fh ;數(shù)碼管顯示"0"<

65、/p>　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;南北黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,

66、al　　call delay　　mov al,11101111b ;南北黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　cal

67、l delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　jnz cc　　ret&

68、lt;/p>　　b endp　　c proc　　mov al,4fh ;數(shù)碼管顯示"3"　　mov dx,0f001h

69、　　out dx,al　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call d

70、elay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f

71、002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz cc　　jm

72、p x　　ddd: jmp cc　　x: mov al,5bh ;數(shù)碼管顯示"2"　　mov dx,0f001h　　out dx,al

73、;　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b

74、 ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx

75、　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz ddd　　mov al,06h ;數(shù)碼管顯示"1"

76、　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al</

77、b>　　call delay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call dela

78、y　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h　　cmp al,0h　　jnz ddd

79、　　mov al,3fh ;數(shù)碼管顯示"0"　　mov dx,0f001h　　out dx,al　　mov al,10101111b ;

80、東西黃燈亮　　mov dx,0f000h　　out dx,al　　call delay　　mov al,11101111b ;東西黃燈暗　　mov dx,0

81、f000h　　out dx,al　　call delay　　mov dx,0f002h　　in al,dx　　and al,01h

82、　　cmp al,0h　　jnz ddd　　ret　　c endp　　code ends</

83、p>　　end go　　九、心得與體會　　通過一周的課程設(shè)計，自己受益匪淺。　　過程中，我們主斷熟悉了芯片8253、8255 的功能和應(yīng)用，學(xué)會了用匯編語言設(shè)計程序。在設(shè)計過程中，發(fā)現(xiàn)自己對老師課上所講的許多

84、知識點理解不透徹，概念比較模糊。通過一遍遍的研究、查找相關(guān)的資料，總算對8253和8255有了一定的認識，對芯片的初始化和命令字，以及地址和控制口的理解也更加深入。 　　本次課程設(shè)計提高我們的自學(xué)能力和合作精神。從初級要求開始，不斷思考，同時和老師同學(xué)們交流看法，在編程的過程中遇到了許多細節(jié)方面的問題，我們通過討論一起解決了問題，最終完成要求。靈活運用課堂所學(xué)，軟硬件相結(jié)合

85、，這是本次設(shè)計的要求，也是我們此次的最大收獲。　　附錄　　1、參考文獻　　[1] 李干林. 《STAR ES598PCI實驗儀微機原理實驗指導(dǎo)書》[M] .南京工程學(xué)院,2008.　　[2] 韓

86、念杭. 微型計算機原理實驗指導(dǎo)書 [M] .南京工程學(xué)院,2004.　　[3] 鄭學(xué)堅,周斌. 微型計算機原理及應(yīng)用[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,2001.　　[4] 朱定華等. 微型計算機原理及應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005.　　[5] 李繼燦.新編16/32微型計算機原理及應(yīng)用[M].北京：

87、清華大學(xué)出版社，2004　　[6] 戴梅萼,史嘉權(quán). 微型計算機技術(shù)及應(yīng)用[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,1996.　　2、實物圖　　南北紅，東西綠　　南北紅，東西黃</

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