微機接口課程設計-交通燈及其轉向燈設計

微機接口技術課程設計《交通燈設計與實現(xiàn)》2013/2014學年1學期系 另II： 三系 專業(yè)： 計算機科學與技術班級： 11計木2班學號： 姓名： 指導教師： 成績：目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 課程設計主要內容 1\o"CurrentDocument"二、 課程設計技術資料 1\o"CurrentDocument"三、 課程設計原理 4\o"CurrentDocument"四、 課程設計電路圖 4\o"CurrentDocument"五、 課程詳細設計 6\o"CurrentDocument"六、 課程設計流程圖 8\o"CurrentDocument"七、 課程設計代碼 10\o"CurrentDocument"八、 調試過程及結果 14\o"CurrentDocument"九、總結 16\o"CurrentDocument"十、參考資料 17課程設計題目：交通燈及其轉向燈設計一、 課程設計主要內容使用8255A的A口和C口模擬十字路口交通燈的閃爍悄況。1、 設計實驗電路（要求利用實驗儀的碩件資源）2、 分析實驗原理3、 畫出實驗電路圖4、 寫出詳細的設計思路5、 畫出程序流程圖6、 采用匯編語言編寫實驗程序7、 通過實驗驗證功能的實現(xiàn)8、 編寫課程設計報告二、 課程設計技術資料A、8255A功能簡介1、 8255A的內部結構8255A內部山PA、PB、PC三個8位可編程雙向I/O口，A組控制器和B組控制器，數(shù)據緩沖器及讀寫控制邏輯四部分電路組成。2、 8255A的引腳功能A、 面向系統(tǒng)總線的信號線D0"D7：雙向數(shù)據線;CPU通過它向8255A發(fā)送命令、數(shù)據；8255A通過它向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據；/CS：選片信號線，該信號線低電平有效，山系統(tǒng)總線經I/O地址譯碼器產生；Al、A0：芯片內部端口地址信號線，與系統(tǒng)地址總線地位相連；/RD：讀信號線，該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行IN指令，發(fā)讀信號將數(shù)據或狀態(tài)信號從8255A讀至CPU；/WR：寫信號線，該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行OUT指令，發(fā)寫信號，將命令或數(shù)據寫入8255A；RESET：復位信號線，該信號高電平有效。B、 面向I/O設備的信號線

PAOPA1:端口A的輸入/輸出線；PBO"PB7:端口B的輸入/輸出線；PC0~~PC7:端口C的輸入/輸出線。3、8255A控制字和狀態(tài)字8255A有兩個控制字：方式控制字和C口置位/復位控制字。用戶通過程序可以把這兩個控制字送到8255A的控制寄存器，以設定8255A的工作方式和C口各位狀態(tài)。方式控制字用于設定8255A三個端口工作于什么方式，是輸入還是輸出方式。方式控制字方式控制字用于設定8255A三個端口工作于什么方式，是輸入還是輸出方式。D7D6D7D605D4D3D2D1DOB組C口低四位01輸出侖入BQ01輸出陥入is01方式0方式1繪A位口四C高出入輸輸0:1:口A岀入輸輸0:1:ffl012式式式方方方O1XoO1圖1方式控制字8255A狀態(tài)字用作輸入□時1_I/OI.0IBFa|STB；|IXTRa用作輸入□時1_I/OI.0IBFa|STB；|IXTRaD7D6DoD4D3用作綸出口時x 、B組狀態(tài)A組狀態(tài)OBFi|ACKa|I/OI/OINTRaD7D6DoD4D3|ETBiIBFdINTRdD2DIDO用作輸匕=1時■:~~1|ACK^|OBFb|ixTRbD2DIDO冃作輸入ZI時C口各位D7D6D5D4D3D2D1DO圖2狀態(tài)字B、8086計算機的硬件連接及原理山于8255A與8086CPU是以低八位數(shù)據線相連接的，所以應該是8255A的兒、幾線分別與8086CPU的比、人線相連,而將8086的血線作為選通信號。如果是按8255A內部地址來看，則在圖中它的地址是PA口地址即(CS+000H),PB口地址為(CS+001H),PC口地址為(CS+002H),命令控制口地址為(CS+003H),其中，CS為8255片選信號CS的首地址；若是按8086CPU地址來看，則8255A的地址是PA口地址即(CS+000H),PB口地址為(CS+002H),PC口地址為(CS+004H),命令控制口地址為(CS+006H)o當CS=0288H,則PA口地址為0288H,PB口地址為028AH,PC口地址為028CH,命令控制口地址為028EH。下面，分析8086各個引腳的連接方法。麗^引腳：通常用此引線產生片選信號，當為BHE=1,如=0編碼時，在數(shù)據總線低8位和偶地址之間進行字節(jié)傳送(AD。?A0)。CLK(Clock)時鐘信號(輸入)：CLK為CPU和總線控制器提供基本的定時脈沖。時鐘周期是非對稱的，當它為有效高電平的時間和時鐘周期的比為33%時,提供最佳的內部定時。由8284時鐘發(fā)生器產生,8086CPU使用的時鐘頻率，因芯片型號不同，時鐘頻率不同。這里采用5MHzoVcc(+5V),GND(地)：CPU所需電源VCC=+5VOGND為地線。QSOALE(AddressLatchEnable)地址鎖存允許信號，輸岀高電平有效，作地址鎖存器8282/8283的片選信號，在7；地址周期狀態(tài)，ALE有效，表示AB、DB上傳送的是地址信息，將它鎖存。這是曲于AB、DB分時復用所需要的，ALE信號線不能懸空。如圖所示，加入2片地址鎖存器8282。RESET:復位信號，輸入，高電平有效。8086接到復位信號后，停止現(xiàn)行操作，并初始化段寄存器DS,SS,ES,標志寄存器PSW,指令指針I(yè)P和指令隊列，而使CS二FFFFH。RESET信號至少保持四個周期以上的高電平，當它變?yōu)榈碗娖綍r(一個下降沿)，CPU執(zhí)行重啟過程，8086將從地址FFF0H開始執(zhí)行指令。通常FFFF0H單元開始的兒個單元中存放一條JMP指令，將入口轉到引導和裝配程序中，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的初始化，引導監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)程序。由于出現(xiàn)突然斷電或其它情況時，8086可能正在執(zhí)行交通燈程序，現(xiàn)有的地址丟失，應按下RESET鍵重新開始。另外，應將8255A與8086的RESET線相連，保持同步。MN/MX(Minimun/Maximun):最小、最大工作模式選擇信號,輸入。此時MN/莎接+5V,構成單處理器系統(tǒng)，系統(tǒng)控制信號由CPU提供。接下來，對8282芯片作一下說明：DI，?DI0:8位數(shù)據輸入：DO］?DOq：8位數(shù)據輸出；STB:選通信號；OE：輸出允許信號，在不帶DMA控制器的8086單處理器系統(tǒng)中，它接地。其實，這就是8個D觸發(fā)器。由于只用ADl5-AD.,所以用兩片即可。三、 課程設計原理在交通燈設計中，8255A工作于工作方式0:這是8255A中各端口的基本輸入/輸出方式。它只完成簡單的并行輸入/輸出操作，CPU可從指定端口輸入信息，也可向指定端口輸出信息。先把一個芯片的A口C口還有控制口的地址給Y0,再將另一個芯片的A口C口還有控制口的地址給Y1,分別用來控制轉向燈和交通燈。然后，把12個紅綠燈的狀態(tài)字寫出，然后用C口輸出狀態(tài)字的低八位，A口輸出狀態(tài)字的高八位，再進行延時程序。交通燈的工作過程如下：設十字路口的東西南北四個方向初始態(tài)為紅燈。之后，經過一段時間后轉為狀態(tài)2轉向燈東西紅燈，南北綠燈，交通燈東西綠燈，南北紅燈。過一段時間轉為狀態(tài)3,轉向燈東西紅燈，南北綠燈，交通燈東西綠燈轉為黃燈，東西仍然紅燈。再轉狀態(tài)4,轉向燈東西綠燈，南北紅燈，交通燈東西紅燈，南北綠燈。過一段時間轉狀態(tài)5,轉向燈東西綠燈，南北紅，交通燈東西紅燈，南北綠燈轉為黃燈。最后返回至狀態(tài)2繼續(xù)循環(huán)。四、 課程設計電路圖I'lLULI圖1：芯片引腳結構圖2：交通燈連線圖五、課程詳細設計1、 如上圖，L8、L9、LIO、L11作為東西路口的交通燈與PAO、PAI、PA2、PA3相連,C口與L0-L7相連,控制交通燈LO、LI、L2、L3、L4、L5、L6、L7。2、 交通燈：L0對應南北路口綠燈，L1對應南北路口黃燈，L2對應南北路口紅燈，L3對應南北路口綠燈，L4對應南北路口黃燈，L3對應南北路口紅燈，L6對應東西路口綠燈，L7對應東西路口黃燈，L8對應東西路口紅燈，L9對應東西路口綠燈，L10對應東西路口黃燈，L11對應東西路口紅燈。轉向燈：L0對應南北路口綠燈，L2對應南北路口紅燈，L3對應南北路口綠燈，L5對應南北路口紅燈，L6對應東西路口綠燈，L8對應東西路口紅燈，L9對應東西路口綠燈，對應L11對應東西路口紅燈。3、 編寫匯編程療;通過8255A控制四個方向交通燈的狀態(tài)，具體假設設計狀態(tài)如下：（1） 首先初始狀態(tài)1轉向燈和交通燈東西南北都為紅燈。（2） 然后經過一段時間后轉為狀態(tài)2轉向燈東西紅燈，南北綠燈，交通燈東西綠燈，南北紅燈。（3）過一段時間轉為狀態(tài)3,轉向燈東西紅燈，南北綠燈，交通燈東西綠

燈轉為黃燈，東西仍然紅燈。（4） 再轉狀態(tài)4,轉向燈東西綠燈，南北紅燈，交通燈東西紅燈，南北綠燈。（5） 過一段時間轉狀態(tài)5,轉向燈東西綠燈，南北紅，交通燈東西紅燈，南北綠燈轉為黃燈。（6）最后返回至狀態(tài)2繼續(xù)循環(huán)。4、端口狀態(tài)表：?情形1全紅東情形2怡形3轉向燈東西紅甫北綠交通燈東西黃南北紅情形5轉向燈東西綠南北紅交通燈東西紅南北黃???情形4轉向燈東西綠南北紅交通燈東西紅南北綠東B?情形1全紅東情形2怡形3轉向燈東西紅甫北綠交通燈東西黃南北紅情形5轉向燈東西綠南北紅交通燈東西紅南北黃???情形4轉向燈東西綠南北紅交通燈東西紅南北綠東B—?S

?Lr??表1交通燈狀態(tài)表狀態(tài)L11L10L9LSL7L6L5L1L3L2L1L0全紅100100100100東西綠燈南北紅燈001001100100東西黃燈南北紅燈010010100100東西紅燈南北綠燈100100001001東西紅燈南北黃燈100100010010表2轉向燈狀態(tài)表狀態(tài)L11L10L9L8L7L6L5L4L3L2L1L0東西綠燈南北紅燈001001100100東西紅燈南北綠燈100100001001六、課程設計流程圖流程圖：交通燈七、課程設計代碼inportequOffOOh-280hinportaequinport+280hinportcequinport+282hinportctequinport+283hinport1equOffOOh-280hinportlaequinportl+288hinportlcequinportl+28ahinportlctequinportl+28bhcodesegmentassumecs：codestart:xorax,axxordx,dxmoval,80hmovdx,inportctoutdx,almoval,24h;全紅movdx,inportcoutdx,almoval,09hmovdx,inportaoutdx,alcalldelaymoval,80hmovdx,inportlctoutdx,almoval,24h;全紅movdx,inportlcoutdx,almoval,09hmovdx,inportlaoutdx,alcalldelaylop:moval,64h;東西綠,南北紅movdx,inportlcoutdx,almoval,02hmovdx,inportlaoutdx,alcalldelay2moval,09h;東西紅，南北綠movdx,inportcoutdx,almoval,09hmovdx,inportaoutdx,alcalldelaymoval,0a4h;東西黃,南北紅movdx,inportlcoutdx,almoval,04hmovdx,inportlaoutdx,alcalldelay2moval,09h;東西紅，南北綠movdx,inportcoutdx,almoval,09hmovdx,inportaoutdx,alcalldelaymoval,09h;東西紅，南北綠movdx,inportlcoutdx,almoval,09hmovdx,inportlaoutdx,alcalldelay2moval,64h;東西綠,南北紅movdx,inportcoutdx,almoval,02hmovdx,inportaoutdx,alcalldelaymoval,12h;東西紅,南北黃movdx,inportlcoutdx,almoval,09hmovdx,inportlaoutdx,alcalldelay2moval,64h;東西綠,南北紅movdx,inportcoutdx,almoval,02hmovdx,inportaoutdx,alcalldelayjmplopdelayprocnear;延時程序movbp,Oaaaahs2:movbx,Offffhsi:decbxjnzsidecbpjnzs2retdelayendpdelay2procnearmovbp,lOOOha2:movbx,Offffhal:decbxjnzaldecbpjnza2retdelay2endpcodeendsendstart八、調試過程及結果圖1全紅圖2轉向燈東西紅南北綠交通燈東西綠南北紅圖3轉向燈東西紅南北綠交通燈東西黃南北紅圖4轉向燈東西綠南北紅 交通燈東西紅南北綠圖5轉向燈東西綠南北紅交通燈東西紅南北黃九、總結經過這一周半的課程設訃，做關于交通燈設計，我先認真把課本上關于825