基于8086的交通信号控制器的设计.docx
《基于8086的交通信号控制器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于8086的交通信号控制器的设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于8086的交通信号控制器的设计
基于8086的交通信号控制器的设计
这次课程设计，我们的任务是：
基于8086的交通信号操纵器的设计。
8086系统是我们那个学期学习的主线方向，我们将在8086系统的基础上完成交通信号操纵器的设计，其具体功能是：
1.显示十字路口东西、南北2个方向的红、黄、绿的指示状态。
2.实现正常的倒计时功能。
用2组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，显示时刻为红灯30s，绿灯50s，黄灯5s。
3.按S1键能实现专门的功能，显示倒计时的2组数码管闪耀，计数器停止计数并保持在原先的状态；东西、南北路口均显示红灯状态；专门状态解除后能连续计数。
4.按S2键实现总体清零功能。
计数器由初始状态计数，对应的指示灯亮。
1.2设计思想
在此次设计过程中，我们选择了数码管、发光二极管、8255A和8086来操纵实现交通灯按设计要求工作。
1〕硬件部分
1、LED设计说明:
用LED作为倒计时时刻的显示器，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。
LED与LCD的功耗比大约为10:
1，利用LED技术，能够制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，LED是发光二极管属于二极管的一种,LCD是液晶显示器,两者相差太多.然而用LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,辨论率较低，LED与LCD具体比较如以下图
表1-1：
LCD与LED的比较
LCD
液晶显示器，通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象，具有零辐射，低耗能，散热小，纤薄轻巧，精确还原图象，显示字符锐利，屏幕调剂方便，可视角度小，响应时刻过慢，亮度可对比度低等特点
LED
发光二极管，是由发光二极管排列组成的显示器件，它采纳低电压扫描技术，具有耗电少，使用寿命长，成本低，亮度高，故障少，视角大，视角大，可视距离远的特点
通过分析和对比，LED显示器要较优于LCD显示器，因此本实验选择LED
2、8255设计说明:
用8255A可编程并行接口芯片的A、B、C三口作为红、绿、黄交通灯的操纵输入口。
8255有三个并行输入输出口，能够方便的对三种颜色的交通灯进行专门好的操纵。
解决方案是：
PB0~PB7接模拟灯二极管，PA0~PA7接7段二极管的段选，PC0~PC3接7段二极管的位选，PC4~PC7与开关相连，处理器芯片集成芯片卡PCI卡连接，用于完成硬件方面的实验正常通信。
其芯片比较说明:
如下表：
表1-2：
8255A与8251芯片的比较
比较内容
8255A芯片
8251A芯片
通信方式
并行
串行
数据传送方式
数据的各位同时传送，
数据一位一位地顺序传送，，
内部组成
8155内有256字节RAM和一个定时计数器。
8255没有
特点
通信线路较8251复杂
通信线路简单，利用或电报线路就可实现通信
输入/输出
编程较为灵活
编程较8255不够灵活
应用范畴
使用十分方便，传输距离近，成本较高
传输距离远，使用不方便，但传输速度慢，降低成本,
初始化特点
8255A直截了当位清0/置1功能简化了接口操纵
8251在初始化时,必须重新设置模式寄存器的格式.
2〕、软件部分
依照硬件需求采纳8255A芯片，为实现对通信的操纵，采纳汇编语言，分别编程操纵8255的工作方式，在编程时应考虑到状态的转换采纳查询方式操纵，依照需求分析可采纳8255的方式0下工作具体如下设置：
硬件连接说明：
8255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式为方式0，将8255的PB0~PB7接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0~PA7接7段LED灯的段选码，，完成LED显示器的段选，PC0~PC3接LED显示器的位选码用以完成位选，PC4-PC7接开关，以完成初值接收。
初始化8255后。
利用汇编语言编写访问操纵程序，操纵绿灯的显示倒记时刻，它与红灯的显示时刻是相同的，编写操纵程序操纵黄灯的闪耀时刻，当绿灯的显示时刻终止后切换到黄灯，再切换到红灯，如此循环下去。
二、硬件设计
2.1选择芯片8255A
1〕、8255A在本实验中的作用：
通过8255A的三个I/O端口A口、B口、C口与红、绿、黄二极管连接起来操纵交通灯的规律性变化。
2〕、8255Ａ的功能分析：
PA、PB、PC三口均工作在方式０状态。
：
PB2~PB3接黄灯，PB4~PB5接红灯；PB0~PB1接绿灯，PA0~PA7作为段选码；PC0~PC1作为位选码。
我们采纳的是将PC口分成两部分使用，PC0-PC3作为位选码，PC4-PC7作为输入口，接收开关输入的初值信息。
将在用8255Ａ前第一要对它进行初始化，设置它的方式选择操纵字。
3〕、8255Ａ工作方式０说明:
方式0的工作特点：
这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有能够由程序选定作为输入或输出。
其功能为：
〔1〕两个8位通道：
通道A、B。
两个四位通道：
通道C高4位和低四位；
〔2〕任何一个通道能够作输入/输出；〔3〕输出是锁存的；
〔4〕输入是不锁存的；
〔5〕在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。
方式0的使用场合：
同步传送是在外设操纵过程的各种动作时刻为固定，且的条件下使用的。
因此，传送中不要应答信号。
输入时，执行程序只要给出IN指令；而输出时，也只给出OUT指令，就能实现数据的输入或输出。
优点是程序简单，接口的硬件开销小。
查询式传输时，要先查询一个外设的状态，当该状态表示外设已预备好时，方能开始查询传输，否那么CPU将连续查询。
但在方式0，没有规定固定的应答信号，因此，这时将通道A、B作为数据通道，把通道C的4个位〔高4位或低4位〕规定为输出口，用来输出一些操纵信号，而把通道C的另外4个位规定为输入口，用来输入外设的状态。
如此利用通道C来配合通道A和B的输入/输出操作。
4〕、8255Ａ方式选择操纵字说明：
操纵字格式如图1-2：
图1-2：
8255A芯片的操纵字格式
参数说明：
Ｄ7＝１工作方式操纵标志。
Ｄ6Ｄ5组合设定Ａ口工作方式：
００～方式０、０１～方式１、１０／１１～方式２。
Ｄ4设定Ａ口的输入／输出，Ｄ4＝１输入Ｄ4＝０输出。
Ｄ3Ｃ口高位输入／输出选择，Ｄ3＝１输入Ｄ3＝０输出。
Ｄ2Ｂ口工作方式选择，Ｄ2＝１方式１；Ｄ2＝０方式０。
Ｄ1Ｂ口输入／输出选择Ｄ1＝１输入Ｄ1＝０输出。
Ｄ0设定Ｃ口低位输入／输出Ｄ0＝１输入Ｄ0＝０输出。
5〕、8255Ａ技术参数：
要紧参数说明：
8255A工作最大电流为120MA,VCC=-5V~+5V，I〔DAR〕工作电流最大为4MA。
8255的输出电压不高，连接到LED时，最好加入一个驱动器起到电流放大的作用,其具体参数值说明如表3-1。
表1-3：
8255A技术参数说明
8255A技术参数
测试条件
规范值
单位
大
小
输入低电平电压ＶIL
０.８
－０.５
Ｖ
输入高电平电压ＶIH
ＶCC
２.０
Ｖ
输出低电平电压ＶOL〔数据端口〕
ＩOL＝２.５ＭＡ
０.４５
Ｖ
输出低电平电压ＶOL〔外围端口〕
ＩOL＝１.７ＭＡ
０.４５
Ｖ
输出高电平电压ＶOH〔数据端口〕
ＩOR＝－４００ＭＡ
２.４
Ｖ
输出高电平电压ＶOH〔外围端口〕
ＩOH＝－２００ＭＡ
２.４
Ｖ
达林顿驱动电流ＩOAR
－４.０
－１.０
mA
电源电流 ＩCC
１２０
mA
输入负载电流 ＩIL
ＩIN＝０～ＶＣＣ
Ｉ／Ｏ
mA
输出浮动电流 ＩOF
ＶOR＝０.４５～VＣＣ
Ｉ／Ｏ
mA
6〕、8255A的逻辑图
图1-3：
8255A内部逻辑图
2.2选择芯片七段LED显示器
1〕、LED显示器在本设计中的作用：
接收由8255A芯片送来的字型码显示编码结果其中LED技术参数如表1-5：
表1-4：
LED技术参数说明
2〕、七段LED显示器LED显示器的功能分析：
LED显示器有共阳极和共阴极两类。
其原理图〔图1-4〕：
图是一个6位LED动态显示电路，段驱动器输出LED字符7段代码信息，位驱动器输出6个LED的位选信号，即分时使Q0～Q5轮番有效，使得LED0～LED5轮番显示。
图1-4：
七段LED显示器
笔画型LED显示器是由8个二极管电路a~dp按字型‘8’的方式排列，当不同的二极管被选通后依照发光成效会显示不同的自型。
本设计中采纳共阴极连接方式，a~dp分别与74LS273的1Q~8Q相连，接收段选码信号〔高电平〕；4位LED显示器的4根共阴极引线与8255A的PC0~PC3相连，接收位选码信号〔低电平〕。
段选码和位选码共同作用以显示不同的字型。
LED字型显示原理：
表1-5：
LED字型显示组合
Dp
G
f
E
d
c
b
A
显示数码
0
0
1
1
1
1
1
1
0
3fh
0
0
0
0
0
1
1
0
1
O6H
0
1
0
1
1
0
1
1
2
5bh
0
1
0
0
1
1
1
1
3
4fH
0
1
1
0
0
1
1
0
4
66H
0
1
1
0
1
1
0
1
5
6dH
0
1
1
1
1
1
0
1
6
7dH
0
0
0
0
0
1
1
1
7
07H
0
1
1
1
1
1
1
1
8
7fH
0
1
1
0
1
1
1
1
9
6fH
2.3硬件总逻辑图及其说明
1〕、硬件原理说明：
本设计以STARES598PCI实验仪提供的最有用、新颖的接口实验，提供的汇编操纵程序设计操纵硬件运行为依据设计的；在课程设计中要紧利用了STARES598PCI实验提供的8255A芯片，7段LED显示器，以及红绿灯LED显示二极管，其中完成PC机与实验箱之间的通信用到了最要紧的集成卡PCI卡。
课程设计时完成编程调试的只要开发工具为星研集成开发环境。
2〕、硬件连接说明：
8255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式为方式0，将8255的PB0~PB7接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0~PA7接7段LED灯的段选码完成LED显示器的段选，PC0~PC3接LED显示器的位选码用以完成位选，PC机通过数据总线通过集成电路卡PCI卡与8255A芯片相连接。
其连接方式为：
PCI卡的地址总线A1A0接到8255A芯片的A1A0来实现端口选择。
将8255A芯片的片选信号CS与PCI卡的CS1相连接来决定各端口的初始地址。
8255A芯片的PB口中PB0~PB7通过排线与实验箱的红绿灯电路板的插槽相连接，用来实现操纵交通灯的变化规律；8255A的PC口中的PC0~PC3通过排线与实验箱上的7段LED灯的位选码插槽相连接，用来实现选择绿灯倒计时时的7段LED灯的位置选择，8255A芯片的PA口中的PA0~PA7通过排线与实验箱上的7段LED灯的段选码插槽相连接，用来实现7段LED灯的段选码选择。
LED灯管的a、b、c、d、e、f、g、dp做为段选来显示倒计时数据。
图1-5:
硬件总连接图
三、操纵程序设计
3.1操纵程序设计思路说明：
第一，明确交通灯的变化规律，假设在一个十字路口，其中东西方向，南北方向，工作方式如下：
将红黄绿灯按照红灯停，绿等行，黄灯闪耀为缓冲时刻的原那么进行通车。
倒计时将能够由用户自由设定，用8255的PB，PC口来连接红黄绿灯电路板，而PA口连接LED显示管来计数倒计时。
开始时初始化东西南北方向全为红灯，然后东西方向绿灯亮，进入倒计时默认值40秒，终止后东西方向绿灯闪耀三次，变黄灯亮
升级会员 