交通信号灯.docx

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交通信号灯

交通信号灯

1.实习的目的和任务

通过实习进一步了解微型计算机的工作原理，熟悉微机基本输入、输出接口的组成及地址分析方法，了解各种接口芯片，熟悉实验机的软件与硬件系统的组成，掌握简单接口电路的设计原则，并完成有关接口程序的编制、运行和调试工作。

2.实习要求

1）按照实习内容完成实习任务；

2）认真编写程序，并进行程序调试，在实验机上运行，完成接口程序的设计；

3）完成实习报告。

3.实习地点

田家炳实验楼404硬件实验室

4.主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

普通微机一台；AEDK8688ET实验机一台套（含软件系统）；

万用表一台；示波器一台（20M）

5.实习内容

5.1微型计算机系统及其接口的实习

5.1.1硬件系统实习

⑴AEDK8688ET教学实验机是在8688T和8688T1微机教学实验机的基础上，结合仿真技术开发而成，是集实验、开发、自诊断等功能于一体的高新技术实验系统。

该系统自带微处理器、键盘、数码管、监控程序和自诊断程序，提供ISA总线接口缓冲驱动卡，具有独立运行（不须PC机|）、串行监控和ISA总线三种运行方式：

可在这三种工作模式配置方式下工作

本实验系统用接线方法，组成一个实验模块，或组成一个综合实验模块。

为了让学生能掌握微机外围接口技术的原理，我们留下了一些外围接口线和主要的信号线让学生们自己动手连线，例如：

A/D转换输入线，片选信号，时钟信号等。

⑵以在串行监控配置方式下，模拟交通灯实验为例说明实验操作步骤。

1、安装、接线和开机

安装：

串行监控配置方式的安装与运行

系统安装示意图（图2。

3所示）

接线：

用导线将8255片选信号CS接至片选200H～207H；PC口的PC0～PC3接至DG1～DG4；PC口的PC4～PC7接至DR1～DR4。

开机：

1、打开实验机电源，数码管应显示AEDK8688字样，表明实验机监控正常。

2、在C:

\AEDK86EAT\COM下，启动源语句调试软件；

3、编辑、汇编和连接交通灯实验程序，生成。

EXE文件；

4、连机。

连机成功后，数码管显示86882。

1字样；

5、将EXE文件加载进实验机（加载空间从8100：

0开始）；

6、在RUN菜单选项中，选择单步跟踪、设置断点、全速运行等功能，⑶调试实验程序；

如实验结果与设计要求不同，重复3～6步骤，直至通过为止。

本实验系统由AEDK8688ET实验机外配计算机和其他一些附件及选配件组成：

该实验系统，既可以在无PC机通过串口或ISA总线运行。

在扩展功能上，可以通过实验机的25芯插座外接机电实验平台，做机电一体化实验。

系统硬件组成：

•主机：

AEDK8688ET实验板

•附件：

PC机缓冲驱动卡（UPCXT）（|ISA方式提供）、RS-232通讯电缆，维修测试（U88ETF）及连接电缆、硬导线一束、电源电缆。

•选配件：

专用电源、机电实验平台。

•包含串口调试软件，ISA总线调试软件和自诊断软件。

微机系统硬件配置

5.1.2微机各类接口的实习

◆8255可编程并行口系列实验

◆8255键盘实验

◆8251可编程串行口通讯实验

◆8257可编程键盘显示控制器实验

◆8259可编程中断控制实验

◆RAM可读写实验

◆DMA传输实验

◆实时时钟实验

◆8253可编程定时器/计数器实验

◆0832D/A转换实验

◆0809A/D转换实验

◆直流电机驱动实验

◆步进电机驱动实验

5.2AEDK8688ET实验机硬件的实习

5.2.1性能特点

（1）三种配置工作方式：

1）独立运行的单板机配置方式，2）ISA总线配置方式，3）串行监控配置方式；4）具有夭折处理功能；5）提供维修总线接口，具有自诊断和故障定位功能；6）提供故障隔离缓冲驱动卡；7）提供简单易学的窗口化菜单式、源语句调试软件和实验软件集成环境；8）易于扩充实验模块；9）采用波峰焊接，热风整平技术；10）软硬件实验丰富。

三种配置工作方式：

（1）独立运行的单板机配置方式。

在AEDK8688ET教学实验机上，提供8088微处理器和键盘监控程序，可以在脱离PC机的情况下，利用实验板上的键盘和七段数码管，独立运行8088微处理器接口实验。

（2）ISA总线配置方式。

利用计算机的缓冲驱动卡，将这快卡插入PC机ISA总线槽中。

将总线中的信号引至实验机，利用DOS中的DEBUG或其调试软件。

动态调试微机外围接口硬件实验程序。

（3）串行监控配置方式，利用计算机的串行通讯口，通过RS-232通讯电缆，与实验机连接。

此时不用在总线槽中插入缓冲驱动卡。

而是利用实验机上的微处理器8088进行微处理器原理实验和微处理器接口技术实验。

5.2.2系统配置

1、AEDK8688ET实验机由许多独立的硬件实验模块组成，其中包括：

1）频率源电流，2）存储器模块，3）可编程并行口8255模块，4）双色LED灯模块，5）单色LED灯模块，6）参考电压，7）电位器，8）分频器模块，9）单脉冲电路，10）8279键盘及LED数码显示模块，11）步进电机驱动电路，12）A/D转换器模块，13）D/A转换器模块，

14）8251可编程串行通讯模块，15）可编程定时/计数器模块，16）I/O译码电路，17）8259中断控制器实验模块，18）开关量输入实验模块，19）CPU和监控模块，20）（连接机电实验控制平台）专用插座。

2、8088有1兆寻址空间，在单板机和串行监控方式下，实验系统提供给用户使用空间，000000H-6FFFFH，80000H-FFFFFH，包括总线入口共960K存储空间。

其中80000H-87FFFH是实验机提供的RAM空间，可供用户系统存放实验程序。

其资源分配空间如图：

5.2.3实验机模块原理

AEDK8688ET实验机主板由许多独立的硬件实验模块组成，用户可用他们组成各种各样的硬件实验

板上的“O”型圆孔用来作为测试孔或用于连接硬导线，组成实验，我们在用硬导线组合实验时，一方面理解了实验模块的原理，另一方面也锻炼了动手能力。

8255的功能方式：

（1）工作方式0：

这是8255A中各端口的基本输入/输出方式。

它只完成简单的并行输入/输出操作，CPU可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式0，则可由工作方式控制字定义16种工作方式的组合

（2）工作方式1：

被称作选通输入/输出方式。

在这种工作方式下，数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成。

（3）工作方式2：

被称作带选通的双向传送方式。

8255A中只允许端口A处于工作方式2，可用来在两台处理机之间实现双向并行通信。

其有关的控制信号由端口C提供，并可向CPU发出中断请求信号。

8255引脚功能说明：

RESET:

复位输入线，当该输入端外于高电平时，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。

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。

CS:

片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯。

RD:

读信号线，当这个输入引脚为低电平时，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。

WR:

写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写8255。

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。

本实验板主要包括频率源模块、存储器RAM模块、DAM模块、8255并行口模块、双色灯模块、单色灯模块、参考电压模块、键盘及显示模块（8279）、分频器模块、A/D转换器模块、D/A转换模块、串行通讯8251模块、定时/计数器8253模块、8259中断控制器模块、8088CPU及监控模块、单脉冲触发模块和地址译码器模块等20多个模块。

5.3AEDK8688ET实验机软件的实习

5.3.1LCA88ET软件简介和安装

1、LCA88ET软件是AEDK8688系列实验机或仿真机的调试软件。

软件支持AEDKT598实验机、AEDK-LABPCI实验机、AEDK8688仿真机。

LCA88ET软件是基于windows95/98操作平台的多窗口编辑、调试软件，支持汇编语言的编译/连接、调试。

2、本软件要求运行在IBMPC机或兼容机上，PC机上应安装有Windows95或更新的版本。

根据安装程序的提示逐步进行安装。

3、LCA88ET软件的安装

3.1系统要求

本软件要求运行在IBMPC机或兼容机。

PC机上应安装有Windows9x或更新的版本。

Windows95操作系统需要再安装IE4。

0以上版本的浏览器。

3.2调试软件启动

实验调试软件运行于DOS环境下。

串行监控配置方式下源语句调试软件AEDK88ET的启动

在C：

\AEDK88ET\COM下运行U8688ET。

EXE

ISA总线配置方式下的实验调试软件EXP88ET的启动

在C:

\AEDK88ET\CAI下运行EXP88ET。

EXE

诊断软件U88ETF的启动

在C：

\AEDK88ET\DET下运行U88ETF。

EXE

3.3安装

配套软件包含在光盘上。

运行安装盘中的setup。

exe。

根据安装程序的提示逐步进行安装，缺省的安装路径为C:

\AEDK\LCA88ET。

安装完毕后，安装程序将自动建立LCA88ET程序组，并在桌面建立快捷方式图标。

5.3.2LCA88ET软件使用

（1）启动LCA88ET用户双击桌面上的LCA88ET软件的图标，即可进入本软件。

（第一次启动LCA88ET，用户需设置实验机/仿真机型号、状态和通讯口）。

（2）程序编写：

选择“文件—新文件”菜单项，将新建一个空的编辑窗口，用户在编辑窗口中输入程序，输入完毕，选择“文件---另存为”菜单项，把该文件保存为Dem88。

asm。

（3）程序编译：

用户选择“编译---编译并连接”菜单项，将编译并连接当前活动窗口的源文件，编译结果的信息显示在输出窗口中。

编译是检查源文件的语法错误，如果源文件没有语法错误，编译器将生成源文件的目标代码。

（4）程序调试：

用户选择“调试—加载调试”菜单项，加载当前活动窗口的源文件所产生的目标文件到实验机/仿真机；加载完毕，用户选择“调试—全速运行’菜单项，窗口左上角的图标开始不停的变动。

调试是编程的重要部分，调试的目的是找到程序的逻辑错误。

当程序不能按希望运行时，就需要对程序进行调试，直到找到原因为止。

为了方便用户对应用程序进行调试，介绍LCA88ET软件的调试界面和调试主要方法和技巧，

1、调试界面

LCA88ET是一个集成开发，调试和编辑、编译都在同一界面下完成。

调试时的界面如图所示：

在编辑状态时，界面右下角的当前状态显示为“编辑”，在调试状态时，实验机/仿真机运行程序时，界面右下角的当前状态显示为“运行“。

在调试状态，最下方的状态行显示常用的寄存器的值。

实验机/仿真机运行时左上角的图标会不停变动，右下角的当前状态会显示为“运行”。

当前IP指针行的背景颜色为绿色。

5.3.3ISA总线配置下的软件使用

ISA总线配置下的软件使用包括：

1）初始屏幕，2）初始选择，3）文件操作，4）运行，5）帮助。

其中初始选择又包含实验项目选择、编辑器选择、DOSSHELL、退出程序；文件操作包含文件编辑、宏汇编、连接；运行包含实验程序的执行、实验程序的动态调试；帮助里包括查看源程序、查看原理图、查看元件位置图、实验目的及要求、实验说明、芯片查询。

下表为热键功能一览表：

F1实验说明F10选择主菜单

F2选择实验项目Ctrl-F1实验目的及要求

F3编辑文件Ctrl-F1实验目的及要求

F4动态调试Ctrl-F9执行程序

F5查看源程序Alt-F3关闭窗口

F6查看原理图Alt-F3关闭窗口

F7查看元件位置图Alt-F9宏汇编源文件

F8芯片查询Alt-D进入DOSSHELL

F9连接目标文件Alt-X退出程序

5.4利用AEDK8688ET实验机设计一个微机接口实例

5.4.1设计思路

设有一个十字路口，1，3为南北方向，2，4为东西方向，初始太为4个路口的红灯全亮，之后，1，3路口的红灯亮，2，4路口的绿灯亮，2，4路口方向通车，延迟30秒后，2，4路口的绿灯熄灭，而2，4路口的黄灯开始闪烁，闪烁5次后，2，4路口的红灯亮，同时1，3的绿灯亮，1，3路口方向开始通车，延长30秒后，1，3路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁5次之后，在切换到2，4路口方向。

之后，重复上述过程

5.4.2程序流程图

N

Y

N

Y

N

5.4.3实习程序

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

C8255EQU0202H;8255A的c端口地址

K8255EQU0203H;8255A的控制口地址

org1000H

START:

MOVAL,80H

MOVDX,K8255

OUTDX,AL

MOVDX,C8255

LOOP1:

MOVAL,66H;东西绿，南北红

OUTDX,AL

CALLLDELAY;长延时

MOVCX,5;东西黄灯闪烁，南北红

LOOP2:

MOVAL,0A6H;黄灯亮

OUTDX,AL

CALLSDELAY;短延时

MOVAL,0E6H;黄灯灭

OUTDX,AL

CALLSDELAY;短延时

LOOPLOOP2

MOVAL,0C3H;东西红，南北绿

OUTDX,AL

CALLLDELAY;长延时

MOVCX,5;东西红灯闪烁，南北黄灯闪烁

LOOP3:

MOVAL,0C5H;黄灯亮

OUTDX,AL

CALLSDELAY;短延时

MOVAL,0C7H;黄灯熄灭

OUTDX,AL

CALLSDELAY;短延时

LOOPLOOP3

JMPLOOP1;循环

LDELAYPROC

PUSHCX;长延时子程序

MOVCX,100

DEL1:

CALLSDELAY

LOOPDEL1

POPCX

RET

LDELAYENDP

SDELAYPROC

PUSHCX;短延时子程序

MOVCX,0BA53H

DEL2:

LOOPDEL2

POPCX

RET

SDELAYENDP

CODEENDS

ENDSTART

5.4.4实验电路及连线

将8255的CS片选接至138译码器的200至207插孔。

然后将8255的PC0,PC1,PC2和PC5,PC6,PC7接到相应的灯上，并做好标记。

如：

将PC0,PC1,PC2接到1，2，3插孔，分别表示东西的红，黄，绿、将PC5,PC6,PC7分别接到8，7，6插孔，分别表示南北的红，黄，绿。

5.5.5调试

根据实验的要求，结合所学的《微机与接口技术》知识和读懂实验指导书实验一的实验电路图和实验参考程序， 用LCA88ET软件系统编译和连接文件，然后“调试”→“全速运行”的同时拨开电源，把程序载入到AEDK8688ET实验机上，观察相应灯的现象。

起初，灯都不亮，我们就猜想，是不是试验箱有问题，于是我们换了一台，用同样的方法将程序载入到AEDK8688ET实验机上，但是灯还是不亮，于是我们重新检查程序，发现了一个错误，我们将（OUTDX,AL）误写成（OUTDS，AL），我们改过后，重新载入，发现观察到相应的灯亮了。

6.问题讨论与分析

在此设计中，灯亮灭的情况刚好与芯片8255A的C端口输出情况相反，即若输出为1时，相应灯是灭的，若输出为0时，相应的灯是亮的，在此实验中，用高3位控制东西方向的绿，黄，红，而用低3位控制南北方向的绿，黄，红。

比如：

MOVAL,01100101B中，D7，D6，D5分别控制东西的绿，黄，红灯，而D2，D1，D0分别控制南北的绿，黄，红灯，因此就是东西绿灯亮，南北黄灯亮。

MOVAL,80H

MOVDX,K8255

OUTDX,AL

MOVDX,C8255

以上这几句是对8255A芯片进行控制，C端口为输出。

7.结束语

本次设计的控制系统已能实现基本的交通灯功能，如上设计所述，但由于水平和设计时间有限，离一个完全实用的交通灯系统还有一定的差距。

因此，在以后的研制过程中，还需要在以下几个方面做大量的工作：

（1）在系统抗干扰方面，不论是硬件部分还是软件部分，都还必须在工作现场根据实际情况进行大量的实验，调试工作，才能最终实现控制系统的可靠工作。

（2）在程序编写上，我使用了大量类似的代码重复堆叠，这样效率不高且较为冗长，对于存储空间的浪费较大，因此还需提高程序编写的可重复调用性。

在这次课程设计的整个过程中，我们做了一次全面、较规范的设计练习，全面地温习了以前所学过的知识，用理论联系实际并结合微机原理课程和解决实际问题，巩固、加深和扩展了有关接口设计方面的知识，加深了对8255A芯片的理解。

同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，今后必须的在这些方面多加练习。