基于8255A的應(yīng)用—交通燈的設(shè)計(jì)綜述

1、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：基于8255A的應(yīng)用一交通燈的設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱：通信工程班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：2013年1月基于 8255A 的應(yīng)用交通燈的設(shè)計(jì)胡晉電子信息工程學(xué)系摘要 ：隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。為此，基于8255 芯片原理來實(shí)現(xiàn)交通燈的的控制是這次設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。因?yàn)榻煌舻目刂瓶梢苑謻|西方向和南北方向兩種，每種可用紅、綠、黃三個(gè)燈進(jìn)行交通管理，所以用8255芯片的PB口對六個(gè)交通燈進(jìn)行控制。 通過8255芯片的PA 口來控制交通燈狀態(tài)的切換。關(guān)鍵詞： 交通燈； 8255 芯片 ; 控制；開關(guān)1 設(shè)計(jì)要求、目的和內(nèi)容1.1 設(shè)計(jì)要求基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)， 利用 8255 芯片

2、的原理實(shí)現(xiàn)交通的的控制， 即 8255 芯片的應(yīng)用交通燈的的設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)目的掌握8255芯片方式0的編程方法，PC機(jī)及配套的接口電路實(shí)驗(yàn)裝置的連接于調(diào)試，IC芯片：8255A芯片的原理應(yīng)用1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容采用 8255 芯片設(shè)計(jì)交通燈控制的接口方案，硬件電路的設(shè)計(jì)和連接，程序的編寫和調(diào)試。2 設(shè)計(jì)原理2.1 8255 內(nèi)部框圖介紹敵據(jù)總線Dt-DORD _yWR KDAiAoRESET數(shù)據(jù)總線緩沖關(guān)it/寫7制邏WVOPAtPAoc in（高4位）C 口（低4位）I/OPC嚴(yán)PGI/OPCPCnI/OPBr-PBo看y圖18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)總線緩沖器：這是一個(gè)雙向三態(tài)的 8位數(shù)據(jù)

3、緩沖器，它是 8255A與微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的 接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)、CPU輸出的控制字以及 CPU俞入的狀態(tài)信息都是通過這個(gè)緩沖器傳送的。三個(gè)端口 A，B和C:A端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存 器。B端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器， 一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。C端口包含 一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（輸入沒有鎖存器）。A組和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(gè)端口地址相同的控制字寄存器，接收CPU俞出的一字節(jié)方式控制字或?qū)口按位復(fù)位字命令。方式控制字的高

4、5位決定A組的工作方式，低 3位決定B組的工作方式。2對C口按位復(fù)位命令字可對 C口的每一位實(shí)現(xiàn)置位或復(fù)位。 A組控制電路控制 A 口和C 口上半部， B組控制電路控制 B口和C口下半部。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CPU2.2 8255A的引腳及其功能3210業(yè)AHAr-二二三一 S010T6S+0123012 UBBAAyiiyi 3 PPL 尸 FF廠Hppp433333333332222222S2圖2D0-D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接 CS:片選信號(hào)線，低電平有效，表示芯片被選中。 RD

5、 :讀出信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。 WR :寫入信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。Vcc : +5V 電源。PB0-PB7 : B 口輸入/輸出線。RESET :復(fù)位信號(hào)線。2.3 8255控制字8255A的引腳圖，用來傳送數(shù)據(jù)信息。GND :地線。PA0-PA7 : A 口輸入/輸出線。PC0-PC7: C 口輸入/輸出線。A1、A0 :地址線，用來選擇 8255內(nèi)部端口。8255A的工作方式控制字D7D6D5D4D3D2DIDO執(zhí)組C 口高4位；1：輸入.0：輸小方式選擇1:壽式他方式0A 口:輸入，（h輸砒方式選舞00:方鈿方式IIX；方式2H 口1：輸入，仇輸出C 口低4位

6、：1：輸I入.0：輸出圖3 8255控制字8255A的控制字是在編程時(shí)對8255芯片的初始化，主要是用來設(shè)計(jì)8255A的PA PB PC的輸入和輸出的設(shè)置。2.4 8255A 的8255A有以下三種工作方式：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。3方案的選取目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，為此將進(jìn)行方案的比較。方案一：CPLD是復(fù)雜可編程邏輯器件，是從PAL和GAL器件發(fā)展出來的器件，相對而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于大規(guī)模集成電路范圍。是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計(jì)方法是借助集成開發(fā)軟件平臺(tái)，用原理圖、硬件描述語言等

7、方法，生 成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過下載電纜（在系統(tǒng)”編程）將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。為此利用PLC實(shí)現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過編寫Verilog語言代碼來實(shí)現(xiàn)。但是這種方案的硬件要求比較高。方案二：利用數(shù)電所學(xué)知識(shí)，將計(jì)數(shù)器（555定時(shí)器），譯碼器，與非門有機(jī)組合在一起， 利用其輸出的高低電平來控制LED燈的亮與滅，設(shè)計(jì)簡單，但是時(shí)間不是很準(zhǔn)確，精密度不高。方案三：利用所學(xué)的微機(jī)原理與接口技術(shù)知識(shí)，基于8255A的工作原理和8086控制芯片的組合來實(shí)現(xiàn)交通燈的設(shè)計(jì)，這種方案的硬件電路的設(shè)計(jì)簡單（只需數(shù)據(jù)線的連接）和LED燈的連接， 而且源代碼使用的是匯編語言，編寫簡單?；?/p>

8、以上的幾種方案的對比，本次設(shè)計(jì)將采用方案三來實(shí)現(xiàn)交通燈的設(shè)計(jì)和控制。4設(shè)計(jì)步驟4.1設(shè)計(jì)思路在一個(gè)十字路口如圖 4所示：其中1、3為東、西方向，2、4為南、北方向。 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。當(dāng)開關(guān)第一次按下時(shí) 1、3路 口的黃燈開始閃爍而綠燈熄滅；當(dāng)開關(guān)第二次按下時(shí)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。當(dāng)開關(guān)第三次按下時(shí)，2、4路口的黃燈開始閃爍而綠燈熄滅。當(dāng)開關(guān)第四次按下時(shí)，直接切換到初始化狀態(tài)，之后重復(fù)上述過程。圖4交通燈十字路口示意圖基于以上的設(shè)計(jì)思路，本設(shè)計(jì)將利用8255芯片的PB 口作為輸出端與 LED相

9、連，作為LED的控制 端口，PA口與開關(guān)相連，控制 LED燈的切換。因此將 PB端口的PB7、PB6 PB5與東西方向的紅 燈、黃燈和綠燈相連接，PB3 PB2、PB1與南北方向的黃燈、綠燈和紅燈相連接。開關(guān)SO與PA5連接。為此，便可得到如圖5的流程圖。圖5交通燈狀態(tài)流程圖4.3源代碼的編程基于以上的設(shè)計(jì)思路，交通燈的狀態(tài)有以下幾種:表一交通燈的控制圖表路口說明東西路口南北路口開關(guān)交通燈顏色紅黃綠黃綠紅8255A接接PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0在交通燈狀 態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)PB 口 的賦值00100010開01000010開10000100開10001000開源程序代碼:數(shù)據(jù)端口和

10、輸入輸出端口地址L8255_CMD EQU 2A3H；總數(shù)據(jù)端口地址L8255_PA EQU 2A0H；8255A的端口地址L8255_PB EQU 2A1HL8255_PC EQU 2A2H8255A的初始化MOV DX,L8255_CMDMOV AL,90H；10010000,0方式,，PA輸入,PB和PC口都為輸出OUT DX,AL交通燈的初始化及開關(guān)的讀入MOV AL,22H ;東西亮綠燈，南北兩紅燈MOV DX,L8255_PBOUT DX,ALMOV DX,L8255_PAIN AL, DXMOV BL,ALMOV CL,0開關(guān)狀態(tài)的變換PP: MOV BL,ALINC CLCMP

11、 CL,1JZ STY; STY程序是PB=42H東西亮黃燈，南北亮紅燈CMP CL,2JZ HJ; HJ程序是PB=84H東西亮紅燈，南北亮綠燈CMP CL,3JZ LWL; LWL程序是PB=88H東西亮紅燈，南北亮黃燈CMP CL,4JZ ZFB; ZFB程序是PB=22H東西亮紅燈，南北亮綠燈JMP BJ5 調(diào)試及分析連接和裝載后便可選擇全速運(yùn)行， 得其結(jié)果如下打開湖北眾友軟件將源程序代碼進(jìn)行編譯， 圖 6 所示：圖6 交通燈初始化狀態(tài)狀態(tài)的初始化：東西方向綠燈亮，南北方向的紅燈亮，此時(shí)允許東西方向的車輛通行。按下開關(guān)SO將得到下一個(gè)狀態(tài)，如圖 7所示:圖7調(diào)試結(jié)果圖當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，此時(shí)

12、交通燈的狀態(tài)為：東西方向黃燈亮，南北方向的紅燈繼續(xù)亮，此時(shí)東西 方向的車輛仍然可以繼續(xù)通行。按下開關(guān)SO將得到下一個(gè)狀態(tài)，如圖 8所示:圖8 調(diào)試結(jié)果圖當(dāng)再次按下開關(guān)時(shí)，此時(shí)交通燈的狀態(tài)為：東西方向紅燈亮，南北方向的綠燈亮，此時(shí)南北方 向的車輛可以通行。按下開關(guān)SO將得到下一個(gè)狀態(tài)，如圖 9所示:圖9調(diào)試結(jié)果圖當(dāng)再次按下開關(guān)時(shí)，此時(shí)交通燈的狀態(tài)為：東西方向紅燈亮，南北方向的黃燈亮，此時(shí)南北方向 的車輛可以繼續(xù)通行。6調(diào)試結(jié)果的分析從以上的調(diào)試結(jié)果可以看出，此次設(shè)計(jì)一共有四種狀態(tài)，即東西亮綠燈，南北亮紅燈，此時(shí) 允許東西方向的車輛通行；當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，此時(shí)是東西亮黃燈，南北亮紅燈，東西方向的車輛繼

13、 續(xù)通行；再按下開關(guān) , 此時(shí)是是東西亮紅燈，南北亮綠燈，南北方向的車輛通行；當(dāng)再次按下開 關(guān)，此時(shí)是是東西亮紅燈，南北亮黃燈，南北方向的車輛繼續(xù)通行；這就是一個(gè)完整的周期，如 果在按下開關(guān)，將回到初始狀態(tài)，以此循環(huán)。在于理論和實(shí)際是相符合的。7 心得體會(huì)在此次課程設(shè)計(jì)過程中， 我深深的了解了自己對微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的不足之處， 好多程序自己 明明知道卻寫不出來。 也明白了自己想的與在儀器上運(yùn)行出來的結(jié)果是那么有差別。 往往我自己 覺得思路很清楚的情況下， 但是運(yùn)行出來的結(jié)果往往與我自己想的不一樣， 這可能就是人與機(jī)器 的不同之處吧， 而且我自己本身實(shí)力就不怎么好， 有時(shí)候還會(huì)因?yàn)閮x器的問題而出現(xiàn)

14、不同的結(jié)果， 弄的我自己都不知道是我編寫的程序有問題還是儀器有問題。浪費(fèi)了不少時(shí)間。附錄源程序代碼L8255_CMD EQU 2A3HL8255_PA EQU 2A0HL8255_PB EQU 2A1HL8255_PC EQU 2A2HCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODEBEGIN:MOV CX,0FFHSS: LOOP SSMOV DX,L8255_CMDMOV AL,90H ;10010000,0方式 ,PA 輸入 ,PB 輸出OUT DX,ALMOV AL,22HMOV DX,L8255_PBOUT DX,ALMOV DX,L8255_PAIN AL, DXMOV BL,ALMOV CL,0BJ: MOV DX,L8255_PA IN AL,DX CMP BL,AL JNZ PP JMP BJPP: MOV BL,ALINC CLCMP CL,1JZ STYCMP CL,2JZ HJCMP CL,3JZ LWLCM