微機(jī)原理課設(shè)-帶數(shù)碼管顯示的交通燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、成績(jī) 南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書(論文)題 目 帶數(shù)碼管顯示的交通燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 微機(jī)原理及應(yīng)用 院 系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2013年12月23日至2017年12月27日 目 錄一、方案說明 2 1、硬件設(shè)計(jì) 2 1.1、硬件接線圖 2 1.2、主機(jī)接線說明3 2、軟件設(shè)計(jì) 3 2.1、程序流程圖 4 二.源程序清單 5三、調(diào)試現(xiàn)象 10四、心得體會(huì) 121課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的通過課程設(shè)計(jì)加深理解課堂教學(xué)內(nèi)容，掌握微機(jī)原理的基本應(yīng)用方法。通過實(shí)驗(yàn)熟悉微機(jī)基本接口芯片的外型、引腳、編程結(jié)構(gòu)，掌握匯編語言程序設(shè)

2、計(jì)和微機(jī)基本接口電路的設(shè)計(jì)、應(yīng)用方法，做到理論聯(lián)系實(shí)際。2課程設(shè)計(jì)題目及要求題目：交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用STAR ES598PCI實(shí)驗(yàn)儀的硬件資源設(shè)計(jì)一個(gè)“帶時(shí)間顯示的交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)”。所有輸入該裝置信號(hào)采用STAR ES598PCI實(shí)驗(yàn)儀上的狀態(tài)輸入開關(guān)，東西、南北方向的紅綠黃燈采用實(shí)驗(yàn)儀上的LED發(fā)光二極管模擬，東西、南北方向的信號(hào)燈變化，通行倒計(jì)時(shí)時(shí)間用數(shù)碼管顯示。1、 功能要求：1） 假設(shè)在一個(gè)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(dòng)信號(hào)燈。當(dāng)A道和B道均有車輛要求通過時(shí)，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

3、燈前黃燈亮4秒鐘。2） 夜間工作時(shí)A道(東西方向)和B道(南北方向)的黃燈閃爍，綠燈和紅燈不亮（實(shí)驗(yàn)時(shí)用開關(guān)K8控制）。3） 開關(guān)K8=0，則工作在以上功能（1）；開關(guān)K8=1，則工作在以上功能（2）。2、 難度要求：1） 基本要求：采用8255 PA口輸出控制信號(hào)燈，8255 PC0輸入K8控制開關(guān)信號(hào)，用循環(huán)程序軟件定時(shí)實(shí)現(xiàn)功能要求；（60分）2） 中級(jí)要求：采用8255 PA口輸出控制信號(hào)燈，8255 PC0輸入K8控制開關(guān)信號(hào)，用8253硬件定時(shí)，軟件查詢方式實(shí)現(xiàn)功能要求；（80分）3） 高級(jí)要求：在中級(jí)要求的基礎(chǔ)上，增加用8255 PB口動(dòng)LED數(shù)碼顯示器顯示綠燈倒計(jì)時(shí)秒數(shù)，從9倒計(jì)

4、數(shù)到0，倒計(jì)數(shù)到4時(shí)黃燈亮。（100分）一、設(shè)計(jì)說明硬件方面：8253產(chǎn)生1HZ的方波，脈沖到8259的IR1端，產(chǎn)生中斷，調(diào)中斷服務(wù)子程序。在加入緊急車道后，單脈沖（）連到8259的IRO端，產(chǎn)生一個(gè)高級(jí)的中斷請(qǐng)求信號(hào)。軟件方面：主程序先對(duì)各個(gè)硬件初始化，在開CPU中斷，然后空操作，等待中斷。執(zhí)行低級(jí)中斷（IR1）時(shí)，8255的PA口負(fù)責(zé)選數(shù)碼管，PB口負(fù)責(zé)顯示數(shù)字，用查表法可查到09的數(shù)碼管編碼。采用循環(huán)掃描方法，人眼即可看到連續(xù)的二位數(shù)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)減到零時(shí)，對(duì)紅綠燈取反。若手動(dòng)上下?lián)軇?dòng)單脈沖（）一次，則產(chǎn)生一個(gè)高級(jí)中斷（IR0），程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行此中斷處理程序，處理完后返回繼續(xù)執(zhí)行低級(jí)中斷（I

5、R1）。1、 硬件設(shè)計(jì) 1.1、硬件接線圖1.2連線說明：C5區(qū)：CS、A0、A1A3區(qū)：CS3、A0、A1C5區(qū)：OUT0C5區(qū)：CLK1C5區(qū)：GATE0、GATE1C1區(qū)：VCCC5區(qū)：CLK0B2區(qū)：2MC5區(qū)：OUT1B3區(qū)：IR1B3區(qū)：CS、A0A3區(qū)：CS2、A0 B3區(qū)：INT、INTAES8688：INTR、INTAB3區(qū)：IR0B2區(qū)：?jiǎn)蚊}沖（） B4區(qū)：CS、A0、A1A3區(qū)：CS1、A0、A1 B4區(qū)：PA口、PB口G5區(qū)：C口、B口B4區(qū)：PC口 G6區(qū)：JP65（LED燈）1.3實(shí)物連線圖 2、軟件設(shè)計(jì) 1、程序流程圖2.設(shè)計(jì)思路8255交通信號(hào)燈的燈光變化和數(shù)碼

6、顯示通過8255實(shí)現(xiàn)控制。8255是一種具有多種功能的可編程并行通信接口電路芯片。芯片包括A、B、C三個(gè)數(shù)據(jù)端口、A組控制部件、B組控制部件、讀寫邏輯控制電路、數(shù)據(jù)總線緩沖器。8255有三種工作方式，其中方式0是基本輸入/輸出方式，適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路。本設(shè)計(jì)中，PA口用于輸出信號(hào)控制燈光的變化（D6D5=00，D4=0），PB口用于輸出信號(hào)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(hào)，PC1用于輸入用于硬件延時(shí)的方波信號(hào)（D0=1）。PC7用于輸出控制數(shù)碼管工作/不工作的信號(hào)（D3=0）。故寫入方式控制字為10000001B=81H。8255A輸入

7、/輸出信號(hào)接線方案如下表所示：8255-PB輸出方式PCH輸出方式8255-PA輸出方式PCL輸入方式引腳輸出信號(hào)引腳輸出信號(hào)引腳輸出信號(hào)引腳輸入信號(hào)PB7PB7DP段PB6G段PB5F段PB4E段PB3D段PB2C段PB1B段PB0A段PC7數(shù)碼管的位碼選擇PC7=0，則該位選中PA7不用（滅）PB6PA6南北紅燈PB5PA5南北黃燈PB4PA4南北綠燈PB3PA3不用（滅）PC3PB2PA2東西紅燈PC2PB1PA1東西黃燈PC18253-OUT0PB0PA0東西綠燈PC0開關(guān)K8輸入a.燈光顯示：送低電平則燈亮，送高電平則燈滅。 東西綠燈，南北紅燈：PA0PA7應(yīng)輸出01111101B=

8、7DH 東西閃燈，南北紅燈：黃燈亮，紅燈亮PA0PA7應(yīng)輸出10111101B=0BDH 黃燈滅，紅燈亮PA0PA7應(yīng)輸出11111101B=0FDH東西紅燈，南北綠燈：PA0PA7應(yīng)輸出11010111B=0D7H東西紅燈，南北黃閃：紅燈亮，黃燈亮PA0PA7應(yīng)輸出11011011B=0DBH 紅燈亮，黃燈滅PA0PA7應(yīng)輸出11011111B=0DFH8253交通信號(hào)燈亮、滅的時(shí)間及數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)間隔都通過8253控制。8253可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器是Intel公司生產(chǎn)的通用外圍接口芯片，它有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為02MHz。8253有6種工作方式，其中方式三是方波發(fā)生器方式。本設(shè)

9、計(jì)中選用通道0，CLK0接1953HZ的時(shí)鐘信號(hào)，GATE0接高電平VCC，OUT0接8255的PC1。因?yàn)樾枰a(chǎn)生周期為0.5s的方波，即產(chǎn)生2Hz的方波而固有頻率為1953Hz，故分頻系數(shù)N=1953/2=976。由于選用了通道0（SC1 SC0=00），工作在方式3（M2 M1 M0=011），對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀寫/操作時(shí)，先送低8位，再送高8位（RW1 RW0=11），計(jì)數(shù)器的數(shù)值采用10進(jìn)制（BCD=1），故初始化時(shí)命令字為00110111B=37H。4、運(yùn)行情況和結(jié)論（1）實(shí)際情況 運(yùn)行時(shí)的圖片 （2）結(jié)論本設(shè)計(jì)基本完成了任務(wù)書中所要求的功能。a.白天模式：東西方向和南北方向各放行10

10、秒。綠燈轉(zhuǎn)紅燈前黃燈閃爍4秒。LED數(shù)碼顯示器顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)，從9倒數(shù)到0；倒數(shù)到4時(shí)黃燈亮。有待改進(jìn)之處：a.夜間模式能在1s內(nèi)切換到白天模式。但在白天模式必須等一個(gè)循環(huán)結(jié)束后才能切換。b.1s延時(shí)程序不精確，最大存在0.5s的誤差。C.東西南北放行時(shí)間不準(zhǔn)確，數(shù)碼管顯示時(shí)間存在誤差5、系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法遇到的問題：不能立刻從白天模式切換到夜晚模式解決的方法：修改了代碼，在白天每次燈閃爍的后面判斷是否切換，如果切換就跳到黃燈循環(huán)模式，由于程序長(zhǎng)度限制，需要每隔一段設(shè)置一個(gè)中間點(diǎn)jmp.2. 源程序清單.MODEL TINYCOM_ADDR EQU 0B003HT0_ADDR EQU 0

11、B000HT1_ADDR EQU 0B001HT2_ADDR EQU 0B002HCOM_ADD EQU 0F003HPA_ADD EQU 0F000HPB_ADD EQU 0F001HPC_ADD EQU 0F002H.STACK 300.DATALED_DATA DB 10111101B DB 11101011B DB 11011011B DB 10111110B DB 00111011B DB 10111011BSHUMA DB 01111111B DB 00000110B DB 01011011B DB 01001111B DB 01100110B DB 01101101B DB 01

12、111101B DB 00000111B DB 01111111BCNT0 DB ?CNT3 DB ?.CODESTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,COM_ADD MOV AL,88H OUT DX,AL MOV DX,COM_ADDR MOV AL,0B0H OUT DX,AL MOV DX,PC_ADD IN AL,DX AND AL,0FEH OR AL,01H OUT DX,AL MOV CNT0,0 MOV CNT3,0LP: CALL DL500ms MOV DX,PC_ADD IN AL,DX TEST AL,80H JZ K7 JMP JMP

13、1K7:MOVCH,CNT3CMPCH,0JZRRSRRM:MOVAL,5XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALJMPLAST0RRS:MOVAL,4XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALCALLDL500msMOVAL,5XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALLAST0:MOVDX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX,ALXORCH,0FFHMOVCNT3,CHMOVCNT0,0JMPLPJMP1:MOVDX,PC_ADDINAL,DXTESTAL,20HJNZJMP2MOVDX,PC_ADDINAL,DXTESTAL,40HJNZK5JMPJMP3K5:

14、MOVAL,1XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALMOVDX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX,ALMOVCNT0,0MOVCNT3,0JMPLPJMP2:MOVDX,PC_ADDINAL,DXTESTAL,40HJZK6JMPJMP3K6:MOVAL,3XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALMOVDX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX,ALMOVCNT0,0MOVCNT3,0JMPLPLP1:JMPLPJMP3:MOVCNT3,0MOVCH,CNT0SHRCH,1LEABX,LED_DataCMPCH,0JZRYCMPCH,8JBGRCMPCH,8JZY

15、RJMPRGRG: MOV AL,3 XLAT MOV DX,PA_ADD OUT DX,AL PUSH BX LEA BX,SHUMA MOV AL,14 SUB AL,CH XLAT MOV DX,PB_ADD OUT DX,AL POP BXLAST: INC CNT0 CMP CNT0,28 JNZ LP1 MOV CNT0,0 JMP LP1RY: MOV AL,0 XLAT MOV DX,PA_ADD OUT DX,AL MOV DX,PB_ADD MOV AL,00H OUT DX,AL JMP LASTGR: MOV AL,1 XLAT MOV DX,PA_ADD OUT DX

16、,AL PUSH BX LEA BX,SHUMA MOV DX,PB_ADD MOV AL,8 SUB AL,CH XLAT MOV DX,PB_ADD OUT DX,AL POP BX JMP LASTYR: MOV AL,2 XLAT MOV DX,PA_ADD OUT DX,AL MOV DX,PB_ADD MOV AL,00H OUT DX,AL JMP LASTDL500ms PROC NEAR MOV DX,T2_ADDR MOV AL,24H OUT DX,AL MOV AL,0F4H OUT DX,ALDELAY: MOV DX,PC_ADD IN AL,DX TEST AL,

17、10H JZ DELAY RETDL500ms ENDP END START三、調(diào)試現(xiàn)象1.調(diào)試現(xiàn)象程序調(diào)試時(shí)，交通信號(hào)燈系統(tǒng)初始狀態(tài)為所有紅燈閃爍4次，數(shù)碼管此時(shí)不顯示；系統(tǒng)初始狀態(tài)之后東西向車行道綠燈亮，南北向車道紅燈亮；當(dāng)數(shù)碼管數(shù)字減為0時(shí)，東西向、南北向紅綠燈交換亮，即南北向車行道綠燈亮，東西向車道紅燈亮，數(shù)碼管數(shù)字減為0秒后，紅綠燈再次交換，如此循環(huán)重復(fù)。當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生緊急狀況時(shí)，可撥單脈沖，使調(diào)試狀態(tài)重新進(jìn)入初始化，此時(shí)數(shù)碼管停止計(jì)時(shí)（滅），初始化狀態(tài)結(jié)束后，繼續(xù)從剛剛被停止時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，紅綠燈狀態(tài)仍為停止時(shí)刻的狀態(tài)。四、心得體會(huì)一個(gè)星期的微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。在整整一星期的日子

18、里，從剛開始的完全迷惑到最后的豁然開朗，真是經(jīng)歷了很多，但是卻讓我們學(xué)到很多的東西，不僅可以鞏固了課上所學(xué)過的理論知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。以前在上課的時(shí)候，老師經(jīng)常強(qiáng)調(diào)在寫一個(gè)程序的時(shí)候，一定要事先把程序原理方框圖畫出來，但是我開始總覺得這樣做沒必要，很浪費(fèi)時(shí)間。但是，這次課程設(shè)計(jì)完全改變了我以前的那種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，以前我接觸的那些程序都是很短、很基礎(chǔ)的，但是在課程設(shè)計(jì)中碰到的那些需要很多代碼才能完成的任務(wù)，畫程序方框圖是很有必要的。因?yàn)橥ㄟ^程序方框圖，在做設(shè)計(jì)的過程中，我們每一步要做什么，每一步要完成什么任務(wù)都有一個(gè)很清楚的思路，而且在程序測(cè)試的過程中也有利于查錯(cuò)。 通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會(huì)遇到過各種各樣的問：調(diào)試程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有初始化狀態(tài)顯示，知道了中斷程序進(jìn)不去，就開始查中斷程序，最后查出原來