微機原理與接口技術課程設計實驗報告2-交通燈控制系統(tǒng)1.doc

.微機原理與接口技術課程設計報告交通燈控制系統(tǒng)班級： 學號： 姓名： 指導教師： 成績： 2008年7月 1日目 錄1、課程設計的目的和要求 32、系統(tǒng)的主要功能、作用及主要性能指標 13、總體設計 1 3.1基本工作原理 1 3.2硬件總體設計 2 3.2.1硬件電路設計 2 3.2.2 原理及連線圖 2 3.3軟件總體設計 3 3.3.1主程序流程圖 3 3.3.2中斷服務子程序流程圖 4 3.4調(diào)試過程 44、硬件設計 55、軟件設計 56、系統(tǒng)操作說明 87、結束語 88、參考文獻 8一、 課程設計的目的和要求課程設計的目的和意義：微機原理與接口技術是計算機、電子類專業(yè)的專業(yè)基礎課。在課程體系種占有重要的位置。課程設計的目的是配合平時的教學和實驗，以達到鞏固和消化課堂教學內(nèi)容，進一步加強綜合應用能力，啟發(fā)創(chuàng)新思維的目的。是培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)，提高動手能力，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的重要階段。課程設計的基本要求：接口設計：根據(jù)所選題目和所用的接口電路芯片設計出完整的接口電路。程序設計：要求畫出程序流程圖，設計出全部程序并給出程序設計說明和程序注釋。課程設計說明書：a、本次課程設計的目的和意義。b、設計報告：字數(shù)約20003000字（不包括程序清單），內(nèi)容包括：設計題目；系統(tǒng)的主要功能、作用以及主要技術性能指標；總體設計方案、工作和組成原理（框圖）或設計說明、采用的技術路線等；系統(tǒng)設計：接口電路設計，程序設計（程序流程圖和程序清單及注釋）以及其他有關的理論分析和計算；設計總結：對整個設計工作過程進行歸納和綜合，對設計中所存在的問題和不足進行分析和總結，提出解決的方法、措施、建議和對這次設計實踐的認識、收獲和提高。c、作品的使用或操作說明。d、設計圖紙或圖表（如接口電路原理圖等）。裝訂時將課程設計說明書附在封面的3頁之后。二、 系統(tǒng)的主要功能、作用及主要性能指標 按照時間控制原則，利用并行接口和定時器，采用時間中斷方式設計一套十字路口的交通燈管理系統(tǒng)，通行時間（或禁止時間）25秒，準備時間5秒，在準備時間里黃燈閃爍5次，閃爍頻率為0.5秒，周而復始?？衫?255、8253、8259等接口電路。三、 總體設計1、基本工作原理設有一個十字路口，1、3為南，北方向， 2、4為東，西方向。 初始化之后， 1、3路口的綠燈亮， 2、4路口的紅燈亮， 1、3路口方向通車。 延遲一段時間（30秒）后， 1、3路口的綠燈熄滅，而1、3路口的黃燈開始閃爍。閃爍3次（延時3秒）后， 1、3路口的紅燈亮， 同時2、4路口的綠燈亮， 2、4路口方向開始通車。 延遲一段時間（30秒）后， 2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍。閃爍3次（延時3秒）后，再切換到1、3路口方向。 之后，重復上述過程 2 、硬件總體設計 （1）硬件電路設計 各芯片主要管腳的功能如下：8255APC0:和8253的OUT0端相與后得到黃燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC1:表示綠燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC2:表示紅燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC3:和8253GATE1端相連，為時器1的門控型號PC4: 和8253GATE2端相連，為時器2的門控型號PA0PA7,PB0PB7:可接兩個8段LED顯示器，用于顯示當前等亮時間8253：定時器0：輸入信號設為10KHZ,工作在方式3，輸出為1HZ方波，OUT0和PC0相與得到黃燈信號。定時器1：輸入信號為OUT0，工作站方式2，計數(shù)初值為30，實現(xiàn)延遲30S后產(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?1010100定時器2：輸入信號為OUT0，工作站方式2，計數(shù)初值為3，實現(xiàn)延遲3S后產(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?00101008259：采用邊沿觸發(fā)，沒有級聯(lián)，需要設ICW1,ICW2,ICW4,不用ICW3。 （2）原理及連接圖 3 、軟件總體設計 系統(tǒng)流程圖如下圖所示： 中斷服務流程圖如下圖：4.調(diào)試過程(1)、根據(jù)硬件線路設計將硬件的線路連好。（2）、根據(jù)軟件設計的程序流程圖編好原程序。（3）、將程序在PC機上編譯通過，并將PC機與硬件連好，進行連接和運行調(diào)試。四、 硬件設計 介紹本系統(tǒng)所選用的各種芯片的引腳、功能、相應的命令字控制格式。8255芯片引角圖 8259芯片引角圖 8253芯片引角圖 （1）8255A的控制字：8255A方式選擇控制字端口C按位置1/復0控制 (2)8259A的操作命令字OCW1:A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01M7M6M5M4M3M2M1M0注：M7 M0分別對應IR7IR0OCW2:A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00RSLEOI00L2L1L0優(yōu)先級方式控制位決定了OCW2中L2L0位是否有效當SL時，SL為有效用來指定SL0,L2L0無效 OCW2選定的操作作用于哪一級IR碼。（3）8253命令字的格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD00 計數(shù)器0 00 計數(shù)器鎖存讀命令 000 方式0 D0=0 按二進制格式計數(shù)01 計數(shù)器1 01 只讀/寫低字節(jié) 001 方式1 D0=1按BCD碼格式計數(shù)10 計數(shù)器2 10 只讀/寫高字節(jié) *10 方式211 非法 11 先讀/寫低字節(jié) *11 方式3 ，后讀/寫高字節(jié) 100 方式4 101 方式5五、 軟件設計源程序清單：源程序（帶注釋）：AD1_8253 EQU 00D0HAD2_8253 EQU 00D1HAD3_8253 EQU 00D2HAD4_8253 EQU 00D3HAD1_8255 EQU 00C0HAD2_8255 EQU 00C2HAD3_8255 EQU 00C4HAD4_8255 EQU 00C6HAD0_8259 EQU 00A0HAD1_8259 EQU 00A1HDATA SEGMENTOLDOC1 DD ?OLDOC2 DD ?R_G DB 0H;下一次應該亮紅燈，還是綠燈，0(綠),-1(紅)。DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME DS:DATA,CS:CODEMAIN:MOV AX,DATAMOV DS,AX;-;中斷服務程序;函數(shù)名：RED_GREEN;功 能：當紅綠亮完后設置系統(tǒng)狀態(tài)RED_GREEN PROC FARPUSH AXSTIMOV AL,R_GNOT AL;將R_G取反MOV R_G,ALMOV AL,00000010B;PC1置0，即綠燈變暗OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000100B;PC2置0，即紅燈變暗OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000001B;PC0置1，即黃燈變亮OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000110B;PC3清0，GATE1低電平，計數(shù)器1暫停計數(shù)OUT AD4_8255,ALMOV AL,00001001B;PC4置1，GATE2高電平，計數(shù)器2開始計數(shù)CLIPOP AXIRETRED_GREEN ENDP ;函數(shù)名：YELLOW;功 能：當黃燈亮完后設置系統(tǒng)狀態(tài)YELLOW PROC FARPUSH AXSTIMOV AL,R_GCMP AL,0HJNE CHANGE_REDMOV AL,00000011B;PC1置1，即綠燈亮OUT AD4_8255,ALJMP ENDCHANGECHANGE_RED: MOV AL,00000101B;PC2設置1，即紅燈亮OUT AD4_8255,ALENDCHANGE: MOV AL,00000000B;PC0清零，即黃燈暗MOV AL,R_GNOT AL;將R_G取反MOV R_G,ALOUT AD4_8255,ALMOV AL,00000111B;PC3置1，gate1高電平，計數(shù)器1開始計數(shù)OUT AD4_8255,ALMOV AL,00001000B;PC4置0，gate2低電平，計數(shù)器2暫停計數(shù)CLIPOP AXIRETYELLOW ENDP;-;初始化8253MOV AL,00010111B ;(定時器0，方式3，BCD計數(shù)，初值10000)OUT AD4_8253,ALMOV AL,01010100B ;(定時器1，工作方式2，2進制計數(shù)，初值30)OUT AD4_8253,ALMOV AL,10010100B ;(定時器2，工作方式2，2進制計數(shù)，初值3)MOV AL,00H;給定時器0付初值0，表示最大值10000OUT AD1_8253,ALMOV AL,1EH;給定時器1付初值30OUT AD2_8253,ALMOV AL,03H; 給定時器2付初值30OUT AD3_8253,AL;-;初始化8255MOV AL,10000000B;8255各口都工作在方式0，都作為輸出口OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000000B;將PC0清零，即黃燈暗OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000010B;將PC1清零，即綠燈暗OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000101B;將PC2置1，即紅燈亮OUT AD4_8255,ALMOV AL,00000111B;將PC3置1，即定時器1開始計時OUT AD4_8255,ALMOV AL,00001000B;將PC4清零0，即定時器2暫停計時OUT AD4_8255,AL;-;初始化8259MOV AL,00010011B;邊沿觸發(fā)，要用ICW4，沒有級聯(lián)，不用ICW3OUT AD0_8259,ALJMP SHORT $+2;I/0端口延時MOV AL,00001000B;ICW2,設置中斷向量，起始中斷向量為08Hout AD1_8259,AL ;即IR6,IR7的中斷類型號分別是0EH,0FHMOV AL,00010001B;ICW4,特殊全嵌套，非緩沖方式，正常結束;-;寫入IR6中斷處理程序YELLOWMOV AX,350EHINT 21HMOV WORD PTR OLDOC1,BXMOV WORD PTR OLDOC1+2,ESMOV AX,CODEMOV DS,AXMOV DX,OFFSET YELLOWMOV AX,250EHINT 21H;-;寫入IR7中斷處理程序RED_GREENMOV AX,350FHINT 21HMOV WORD PTR OLDOC2,BXMOV WORD PTR OLDOC2+2,ESMOV AX,CODEMOV DS,AXMOV DX,OFFSET RED_GREENMOV AX,250FHINT 21H;-EXIT:MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND MAIN程序運行結果：1即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；21分鐘后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，。此時南北方向仍維持紅燈點亮。3東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉為東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘；420秒鐘后，轉為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，此時東西方向仍維持紅燈點亮。5南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘。如此循環(huán)重復。6.由于數(shù)碼顯示模塊沒有完成，數(shù)碼管沒有倒計時顯示。六、系統(tǒng)操作說明 七、結束語本次課程設計的總結與體會： 微機原理與接口技術是一門很有趣的課程，任何一個計算機系統(tǒng)都是一個復雜的整體，學習計算機原理是要涉及到整體的每一部分。討論某一部分原理時又要涉及到其它部分的工作原理。這樣一來，不僅不能在短時間內(nèi)較深入理解計算機的工作原理，而且也很難孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序漸進的課堂教學過程中，我總是處于“學會了一些新知識，弄清了一些原來保留的問題，又出現(xiàn)了一些新問題”的循環(huán)中，直到課程結束時，才把保留的問題基本搞清楚。 學習該門課程知識時，其思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于工程思維，具體地說，在了解了微處理器各種芯片的功能和外部特性以后，剩下額是如何將它們用于實際系統(tǒng)中，其創(chuàng)造性勞動在于如何用計算機的有關技術和廠家提供的各種芯片，設計實用的電路和系統(tǒng)，再配上相應的應用程序，完成各種實際應用項目。這次實驗并不是很難，主要的困難來自對程序的理解。功夫不負有心人，經(jīng)過多個人的合作和努力，我們最后對實驗的原理有了清晰的認識。雖然很多模塊單元沒有用到，但是就系統(tǒng)功能來說，我覺得我們做的還是不錯的。這次課設卻讓我們對實驗芯片有了足夠的了解，讓我們知道了實驗芯片的用法；而且它還讓我們對自己動手寫程序來控制芯片的運作有了一定的基礎。雖然只是一個小型的課程設計，但是通過學習和操作，我們對有關接口的知識將會有一個更廣泛的認識，而且它對我們以后的學習也會有幫助的。實驗中個人的力量是不及群體的力量的，我們幾個人分工合作，做事的效率高了很多。雖然有時候會為了一些細節(jié)爭論不休，但最后得出的總是最好的結論。而且實驗也教會我們在團隊中要善于與人相處，與人共事，不要一個人解決所有問題?？傊?，這次課程設計對于我們有很大的幫助，通過課程設計，我更加深入地理解了，微機原理課程上講到的各種芯片的功能，以及引腳的作用，同時加深了對于主要芯片的應用的認識，同時在試驗室的環(huán)境里熟悉了匯編程序的編寫過程和運行過程，最后還提高了自己的動手能力。感謝老師的悉心指導。這個設計過程中，我遇到過許多次失敗的考驗，就比如，自己對實際生活中的交通秩序的不了解給整個設計帶來的困擾，真想要就此罷休，然而，就在想要放棄的那一刻，我明白了，原來結果并不那么重要，我們更應該注重的是這一整個過程。于是，我堅持了下來。當