微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告交通燈控制

1、 課課程程設(shè)設(shè)計計報報告告課程 微機原理與接口技術(shù) 題目 交通燈控制 系 別 物理與電子工程學(xué)院 年 級 08 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級 電科（2）學(xué) 號 0502082（01 02 04 17）學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 講師 設(shè)計時間 2011.4.24.8 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告1目錄前前 言言.2第一章第一章 題目要求題目要求 .3第二章第二章 方案設(shè)計與論證方案設(shè)計與論證.4第三章第三章 結(jié)構(gòu)框圖與設(shè)計步驟結(jié)構(gòu)框圖與設(shè)計步驟.53.1 電路原理.53.2 系統(tǒng)原理.63.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計.73.3.1 紅綠燈循環(huán)點亮功能設(shè)計.73.3.2 數(shù)碼管實現(xiàn)計數(shù)功能.7第四章第四章

2、 結(jié)果與分析結(jié)果與分析.104.2 硬件圖.10課程設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計小結(jié).11參考文獻參考文獻.12附錄附錄.13 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告2前 言交通燈是采用計算機通過編寫匯編語言程序控制的。紅燈停，綠燈行的交通規(guī)則。廣泛用于十字路口,車站, 碼頭等公共場所,成為人們出行生活中不可少的必需品,由于計算機技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用,使得交通燈的功能多樣化,遠遠超過老式交通燈, 交通燈的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了交通燈的功能。諸如閃爍警示、鳴笛警示，時間程序自動控制、倒計時顯示，所有這些，都是以計算機為基礎(chǔ)的。還可以根據(jù)主、次干道的交通狀況的不同任意設(shè)置各自的不同的通行時間

3、。或者給紅綠色盲聲音警示的人性化設(shè)計?，F(xiàn)在的交通燈系統(tǒng)很多都增加了智能控制環(huán)節(jié)，比如對闖紅燈的車輛進行拍照。當(dāng)某方向紅燈亮?xí)r，此時相應(yīng)的傳感器開始工作，當(dāng)有車輛通過時，照相機就把車輛拍下。程序主要是由定時子程序、發(fā)光二極管顯示子程序組成。包括對 8255 可編程器件的編程。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告3第一章 題目要求內(nèi)容：用微機原理實驗箱，通過 8255 實現(xiàn)十字路口交通紅綠燈控制，讓 6 個 led 分別表示南北方向和東西方向紅黃綠燈。（要求用 led 顯示倒計時，或者利用 8253 實現(xiàn)定時可調(diào)）綠色 6 秒，黃色 2 秒 紅色 8 秒南北方向南北方向 東西方向東西方向 紅色 8 秒 綠色

4、6 秒，黃色 2 秒南北方向南北方向 東西方向東西方向北北 西西 東東 南南1.1 實際交通燈分布圖常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告4第二章 方案設(shè)計與論證設(shè)計中使用了 8255a 可編程并行接口實現(xiàn)了，對南北、東西方向交通的分別計時、分別控制,對兩個方向車輛的通行時間分別計時。城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制東西走向和南北走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換順序,關(guān)鍵是各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進行適當(dāng)?shù)臅r間延時,正是基于以上考慮,按照設(shè)計要求設(shè)計如下:1南北方向車輛放行 6 秒鐘。即南北方向綠燈和東西方向的紅燈同時點亮 6 秒鐘；26 秒鐘后，南北方向的黃燈亮 2 秒鐘，以警示車輛將切換紅綠燈。此時東西方

5、向仍維持紅燈點亮。3南北方向黃燈亮 2 秒鐘后，轉(zhuǎn)為東西方向放行 6 秒鐘。即南北方向的紅燈和東西方向的綠燈同時點亮 6 秒鐘； 4東西方向放行 6 秒鐘后，轉(zhuǎn)為東西方向的黃燈亮 2 秒鐘，以警示將切換紅綠燈。此時南北方向仍維持紅燈點亮。 5東西方向的黃燈亮 2 秒鐘后轉(zhuǎn)為南北方向放行 6 秒鐘。如此循環(huán)重復(fù)。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告5第三章 結(jié)構(gòu)框圖與設(shè)計步驟3.13.1 電路電路原理原理本課題的設(shè)計可通過實驗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，用戶在使用時只要設(shè)計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計及實現(xiàn)相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖 1 所示。硬件電路由發(fā)光二極

6、管模塊、8255 可編程并行接口模塊組成。實驗的對應(yīng)接線關(guān)圖系圖如下所示：d034d133d232d331d430d529d628d727rd5wr36a09a18reset35cs6pa04pa13pa22pa31pa440pa539pa638pa737pb018pb119pb220pb321pb422pb523pb624pb725pc014pc115pc216pc317pc413pc512pc611pc710u18255ad?led-redd?led-greend?led-yellowr1200rr3200r+5vd?led-redr2200rd?led-greend?led-yellow

7、r4200rr5200rr6200r3.1 實驗原理圖常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告63.23.2 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理3.2.1 8255 的工作原理1.8255a 的內(nèi)部結(jié)構(gòu): 3.2.1 8255a 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1)數(shù)據(jù)總線緩沖器:這是一個雙向三態(tài)的 8 位數(shù)據(jù)緩沖器，它是 8255a 與微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。2)三個端口 a，b 和 c:a 端口包含一個 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個8 位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。b 端口包含一個 8 位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。c 端口包含一個 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器(輸入沒有鎖存器)。3) a 組和

8、 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，它們對于 cpu 而言，共用一個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)?c 口按位復(fù)位字命令。4)讀寫控制邏輯:用來控制把 cpu 輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應(yīng)端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口送到 cpu。2.8255a 的 工作方式:方式 0-基本輸入輸出方式；方式 1-選通輸入輸出方式；方式 2-雙向選通輸入輸出方式。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告73.33.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計系統(tǒng)分析與設(shè)計3.3.13.3.1 紅綠燈循環(huán)點亮功能設(shè)計紅綠燈循環(huán)點亮功能設(shè)計8255 的

9、三個端口都可以作為基本的輸入和輸出端口，要實現(xiàn)點亮 led，只要把 8255 的某一個端口作為 led 的一端，通過控制端口值來實現(xiàn)控制 led 的亮和滅。因為紅綠燈在工作時總是南北紅燈東西綠燈先亮一段時間，然后黃燈過度到點亮南北綠燈，東西紅燈，由此，我們知道程序運行時在不斷重復(fù)著相同的工作。本次課程設(shè)計，我們通過 8255 的 c 口來控制紅綠燈，由圖 3.1 所示。通過程序：mov al,0f9h mov dx,0ff2ah out dx,al實現(xiàn)先點亮南北綠燈和東西紅燈；通過延時程序：mov bx,18delay1: mov cx,0ffffhdelay11:loop delay11de

10、c bxjnz delay1實現(xiàn)讓南北綠燈和東西紅燈點亮的狀態(tài)維持一段時間。根據(jù)這個思路，我們可以依次實現(xiàn)點亮其它各種燈，當(dāng)南北和東西方向的等都點亮一次后，我們要讓程序返回到循環(huán)的開始狀態(tài)，只需要一個無條件跳轉(zhuǎn)語句 jmp 就可實現(xiàn)。3.3.23.3.2 數(shù)碼管實現(xiàn)計數(shù)功能數(shù)碼管實現(xiàn)計數(shù)功能如圖 3.3.2 數(shù)碼管顯示電路，要實現(xiàn)數(shù)碼管顯示，要給數(shù)碼管兩個數(shù)據(jù)：段碼和位碼。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告83.3.2 數(shù)碼管顯示電路 本課程設(shè)計把 a 口輸出作為數(shù)碼管的段碼，把 b 口的輸出作為數(shù)碼管的位碼，由于顯示的時間比較短，所以我們只需要采用一個數(shù)碼管，通過語句：mov al,0feh mov

11、dx,0ff29h out dx,al實現(xiàn)只讓最右面的一個數(shù)碼管工作，節(jié)省了資源。為了減小實驗的難度，本次課程設(shè)計延時并沒有采用 8253 實現(xiàn)準(zhǔn)確的定時，只是采用了如下的一種延時程序，延時時間只能粗略估計：mov bx,18delay1: mov cx,0ffffhdelay11:loop delay11dec bxjnz delay1由此延時程序我們大約課實現(xiàn) 6s 的延時時間，所以在顯示的時候，我們可以讓bx 在 3 的倍數(shù)的數(shù)值時實現(xiàn)數(shù)值的變化，即 bx=18 的時候數(shù)碼管顯示 6，bx=15的時候數(shù)碼管顯示的值變?yōu)?5，以此類推，最終實現(xiàn)延時結(jié)束，數(shù)碼管顯示的值也變?yōu)樽钚?。具體的顯示

12、程序如下所示：常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告9disp proc near push ax push bxpush dxmov dx,0ff28hcmp bx,18jz disp6cmp bx,15jz disp5cmp bx,12jz disp4cmp bx,9jz disp3cmp bx,6jz disp2cmp bx,3jz disp1jmp lenddisp6:mov al,82hout dx,aljmp lenddisp5:mov al,92hout dx,aljmp lenddisp4:mov al,99hout dx,aljmp lenddisp3:mov al,0b0hout dx,

13、aljmp lenddisp2:mov al,0a4hout dx,aljmp lenddisp1:mov al,0f9hout dx,aljmp lendlend:pop dxpop bxpop ax retdisp endp這是一個延時的過程，在上述程序點亮各種交通燈的同時，在延時的子程序中加入調(diào)用顯示過程的程序，最終課實現(xiàn)數(shù)碼管的顯示功能。調(diào)用的程序如下：mov bx,18delay1: mov cx,0ffffhdelay11:loop delay11call dispdec bx常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告10jnz delay1第四章 結(jié)果與分析4.24.2 硬件圖硬件圖硬件連接圖如圖

14、 4.2 所示。4.2 實驗硬件圖程序正常運行后，數(shù)碼顯示管會由 6 逐次減 1，同時南北綠燈和東西紅燈點亮，直到數(shù)碼管顯示的數(shù)字減到 1，此時，南北綠燈熄滅，南北黃燈點亮，數(shù)碼顯示管顯示由 2 開始的數(shù)計時，2s 后，東西綠燈和南北紅燈點亮，其它的等都熄滅，數(shù)碼管會再次由 6 進行減 1 計數(shù)，6s 后，數(shù)碼管由 2 開始的數(shù)計時，同時東西黃燈點亮，計時 2s 后，南北綠燈和東西紅燈會再次點亮，之后會一直重復(fù)上述現(xiàn)象，達到了題目的要求，實現(xiàn)交通燈得目的。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告11課程設(shè)計小結(jié)通過這次課程設(shè)計，讓我在課本的基礎(chǔ)上，更深入的了解了各種芯片的用法和程序的完成過程，調(diào)試方法及技巧。

15、在這一星期微機接口的課程設(shè)計，我對微機接口芯片有了更進一步的了解。這次實驗通過使用 8255 可編程并行接口實現(xiàn)了對南北、東西方向交通的分別控制。在本次的實驗中我們還學(xué)到了不少動手實踐的經(jīng)驗，對以后的學(xué)校、工作，都是有很大的幫助的。比如：如何從設(shè)計好的電路圖中合理的在電路板上安排電路、如何提高電路的可靠性都不是在課本中所能學(xué)到的。這次課程設(shè)計，再次告訴了我們，做實驗或其他任何事情的時候都需要有足夠的細(xì)心與耐心。在實驗過程中，總會碰到許多的叫扎實的實際問題，因此我們不僅需要比較扎實的基礎(chǔ)知識，還要有較強的心理素質(zhì)。當(dāng)實驗的結(jié)果與預(yù)想的不一致且多次的實驗的數(shù)據(jù)都達不到正確的要求時，不應(yīng)該心浮氣躁、

16、氣餒甚至放棄，而是應(yīng)該和自己的搭檔交流，理清思路，分析導(dǎo)致出錯的原因。必要時，可以把自己的想法與老師交流，請老師給予提示、指導(dǎo)。常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告12參考文獻1 朱金鈞 麻新旗等 微型計算機原理及應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社2005.72 湯書森主編 微機原理與接口技術(shù)實驗與實踐教程 清華大學(xué)出版社2008.23 彭虎 周佩玲 傅忠謙 微機原理里與接口技術(shù)(第 2 版) 電子工業(yè)出版社 2008.4.14 馮博琴 吳寧主編 微機原理里與接口技術(shù)(第 2 版) 清華大學(xué)出版社2007.85 陳小竹主編 微機接口實踐指導(dǎo)書 中國計量信息工程院 2005.36 汪汝 主編 微機原理與接口技術(shù)實驗指

17、導(dǎo)書 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院計算機專業(yè)實驗室 2010.9常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告13附錄附錄code segment assume cs:code org 11b0hstart: ;8255 初始化mov al,80h mov dx,0ff2bh out dx,al xor al,al mov dx,0ff28h out dx,al mov dx,0ff2ah out dx,al mov al,0feh mov dx,0ff29h out dx,al;主程序lopsn: ;南北綠燈，東西紅燈亮mov al,0f9hmov dx,0ff2ah out dx,al mov bx,18delay1:

18、 mov cx,0ffffhdelay11:loop delay11 call disp ;顯示程序調(diào)用dec bxjnz delay1;南北黃燈亮mov al,0edhmov dx,0ff2ahout dx,almov bx,7delay2: mov cx,0ffffhdelay22:loop delay22 call dispdec bxjnz delay2;南北紅燈，東西紅綠燈亮mov al,0f6hmov dx,0ff2ah out dx,almov bx,19delay3: mov cx,0ffffhdelay33:loop delay33 call dispdec bxjnz delay3常熟理工學(xué)院課程設(shè)計報告14mov al,0deh;東西黃燈亮 mov dx,0ff2ahout dx,almov bx,7delay4: mov cx,0ffffhdelay44: loop delay44 call dispdec bxjnz delay4jmp lopsn;顯示過程disp proc n