微机原理十字路口交通灯课.doc
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课程题目：
模拟交通灯
1.1课程设计目的模拟交通灯一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。
交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”，每次只是以一定周期交替变化，指挥道路交通。
。
1.2设计内容及要求
1东西方向车辆放行60秒钟。
即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟。
2．1分钟后，东西方向的黄灯闪烁5秒钟，以警示车辆将切换红绿灯。
此时南北方向仍维持红灯点亮。
3．东西方向的黄灯闪烁5秒钟后，转为南北方向放行20秒钟。
即东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮20秒钟。
4．南北方向放行20秒钟后，转为南北方向的黄灯闪烁5秒钟，以警示将切换红绿灯。
此时东西方向仍维持红灯点亮。
5．南北方向的黄灯闪烁5秒钟后，再转为东西方向车辆放行1分钟。
如此循环重复。
2.1设计思想及实施方案
在模拟交通等设计中，如何使红灯、绿灯保持一定时间，黄灯闪烁的时间是一个非常关键的问题。
本任务要求交通信号灯能实现自行定时、延时、切换等功能，即能实现交通信号灯自动控制。
一般计算机控制系统实现定时或延时有两种基本方法：
利用软件定时和硬件定时。
软件定时，即让机器执行一段程序，程序没有具体的执行目的，利用执行每条指令CPU所花费的时间，可实现延时功能。
这种方法容易实现，仅需选用恰当指令并安排循环即可实现，定时时间调整方便，但不能做到精确定时。
另外，时间调整是以一条指令执行时间为基准，占用CPU资源，降低CPU利用率。
硬件定时，即使用可编程定时/计数器硬件芯片定时。
这种芯片内部有一个可编程定时器，其定时值、定时范围可以很容易地由软件程序改变，定时时间到时可发出某种形式的信号通知外设或CPU。
定时器的输出频率和波形等均由程序设定，因而使用灵活，功能强。
本次课程设计根据我们所学知识、所查资料以及水平所限，我们利用了入栈、出栈所消耗的时间再加上确定次数的循环控制，达到我们所需要的延时时间。
3.18255的引线结构
8255的引线结构如图1所示。
共有40个引脚，其功能分别如下：
D0～D7:
三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
RD:
读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即RD=0且CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
CS:
芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;CS=1时,8255无法与CPU做数据传输。
PA0～PA7:
端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。
PB0～PB7:
端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。
PC0～PC7:
端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。
端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。
RESET:
复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
A1,A0:
地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。
当A1=0,A0=0时,PA口被选择；
当A1=0,A0=1时,PB口被选择；
当A1=1,A0=0时,PC口被选择；
当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择；
在本次课程设计当中，设计采用的是软件定时（即通过汇编指令）实现的。
而灯的亮与灭以及闪烁是用8255的A口和B口控制的，工作在方式0，A口和B口均为输出。
并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。
8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：
方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚如图1所示。
3.2电路接线图
图3红绿灯模拟设计总电路图
上电路图为红绿灯模拟设计总电路图，通过8086CPU系统总线来控制8255的A端口、B端口，而A、B端口分别接LED发光二极管来控制十字路口红绿灯。
红、黄、绿灯的表示情况如下：
由于仪器上面只有16个发光二级管，且从高到低依次为：
D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0。
在设计的过程中做了如下的规定：
R表示红灯，G表示绿灯，Y表示黄灯；E表示方向东，W表示方向西，S表示方向南，N表示方向北，例如：
ER表示东方向为红灯，WG表示西方向为绿灯，SY表示南方向为黄灯，其余的类似。
所以在设计中采用如下的规定：
D15D14表示ER，D13D12表示SR，D11D10表示EG，D9D8表示SG，D7D6表示WR，D5D4表示NR，D3D2表示WG，D1D0表示NG，D15D14D11D10表示EY，D7D6D3D2表示WY，D13D12D9D8表示SY，D5D4D1D0表示NY。
具体连线及表示如下图所示（圆圈表示发光二极管）。
图4十字路口红黄绿灯的表示
3.3使用说明
这是一个交通红绿灯的模拟显示实验，由8255控制16个LED发光二极管的亮与暗来表达十字路口的交通信号，A口表示东、南方向，B口表示西、北方向,绿灯和红灯共同表示黄灯。
可以通过发光二极管来判断具体是哪个方向、哪个灯亮。
第四章软件设计
芯片初始化
东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮60秒
东西方向黄灯闪烁，南北方向红灯亮5秒
东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮20秒
东西方向红灯亮，南北方向黄灯闪烁5秒
有键按下？
返回到DOS
结束
否
是
4.2源程序清单和注释
IOY0EQU0DA00H;片选IOY0对应的端口始地址
MY8255_AEQUIOY0+00H*4;8255的A口地址
MY8255_BEQUIOY0+01H*4;8255的B口地址
MY8255_CEQUIOY0+02H*4;8255的C口地址
MY8255_MODEEQUIOY0+03H*4;8255的控制寄存器地址
STACK1SEGMENTSTACK
DW256DUP（?
）
STACK1ENDS
DATASEGMENT
LADB?
;定义数据变量
LBDB?
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,MY8255_MODE;定义8255工作方式
MOVAL,80H;工作方式0，A口和B口为输出
OUTDX,AL
LOOP1:
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，东方向绿灯亮,南方向红灯亮
MOVAL,3CH
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写B口发出的数据，西方向绿灯亮,北方向红灯亮
MOVAL,3CH
OUTDX,AL
CALLDALLY1
L1:
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，东方向黄灯亮,南方向红灯亮
MOVAL,0FCH
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写A口发出的数据，西方向黄灯亮,北方向红灯亮
MOVAL,0FCH
OUTDX,AL
CALLDALLY2
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，东方向黄灯灭,南北方向红灯亮
MOVAL,30H
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写B口发出的数据，西方向黄灯灭,南北方向红灯亮
MOVAL,30H
OUTDX,AL
CALLDALLY2
LOOPL1
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，东方向红灯亮,南方向绿灯亮
MOVAL,0C3H
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写B口发出的数据，西方向红灯亮,北方向绿灯亮
MOVAL,0C3H
OUTDX,AL
CALLDALLY3
L2:
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，南方向黄灯亮,东方向红灯亮
MOVAL,0F3H
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写B口发出的数据，北方向黄灯亮,西方向红灯亮
MOVAL,0F3H
OUTDX,AL
CALLDALLY2
MOVDX,MY8255_A;写A口发出的数据，南北方向黄灯灭,东方向红灯亮
MOVAL,0C0H
OUTDX,AL
MOVDX,MY8255_B;写B口发出的数据，南北方向黄灯灭,西方向红灯亮
MOVAL,0C0H
OUTDX,AL
CALLDALLY2
LOOPL2
MOVAH,1;判断是否有按键按下，调用功能号1
INT16H;ROMBIOS功能调用
JZLOOP1;无按键则跳回继续循环，有则退出
QUIT:
MOVAX,4C00H;结束程序退出
INT21H;DOS系统功能调用
DALLYPROCNEAR;软件延时子程序
PUSHCX
PUSHAX
MOVCX,0FFFH
D1:
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