微机原理课程设计.docx
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微机原理课程设计
课程设计说明书
题目带数码管显示的交通灯模拟控制
系统设计
课程名称微机原理及应用A
院系电力工程学院
专业电气工程及其自动化（输配电工程）
班级输电081
学生姓名孙桂付
学号206080525
设计地点工程实践中心8-216
指导教师韩念杭
目录
一、课程设计任务书……………………………………………2
二、设计思路设计思路与功能要求，电路原理图…………4
三、电路接线及流程图………………………………………6
四、系统调试中的问题及解决办法…………………………8
五、运行情况和结论…………………………………………8
六、源程序清单………………………………………………9
七、主要参考文献…………………………………………13
八、心得体会………………………………………………13
南京工程学院
课程设计任务书
课程名称微机原理及应用A
院（系、部、中心）电力工程学院
专业电气工程及其自动化
班级输电081
姓名孙桂付
学号206080525
起止日期2011年六月七日至九日
指导教师韩念杭
1．课程设计应达到的目的
通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。
通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。
2．课程设计题目及要求
题目：
交通信号灯模拟控制系统的设计
利用STARES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。
所有输入该装置信号采用STARES598PCI实验仪上的状态输入开关，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。
1、功能要求：
1）假设在一个A道（东西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安装有自动信号灯。
当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。
绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。
2）一道有车，另一道无车时（实验时用开关K5和K6控制），交通控制系统能立即让有车道放行。
3）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B道均为红灯，紧急车由K7开关模拟，有紧急车时另有一红灯闪烁。
2、难度要求：
1）基本要求：
采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分）
2）中级要求：
采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式实现功能要求；（80分）
3）高级要求：
在中级要求的基础上，增加用8255输出驱动LED数码显示器显示绿灯倒计时秒数，黄灯时不显示时间。
（100分）
二、设计思路与功能要求，电路原理图及其说明
1、设计思路
（1）主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。
其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。
（2）常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用时14秒。
用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。
根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第1~7秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第9~13秒，A道红灯、B道绿灯。
（3）工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。
（4）时间显示采用实验仪的数码管显示。
只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。
如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。
在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。
参考流程图3。
此功能难度较大，定为加分项目。
2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：
JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。
如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。
显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42。
2、功能描述
假设在一个A道（东西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安装有自动信号灯。
当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。
绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。
用数码显示器显示出A道的倒计时。
3、电路原理
（1）8255A接口电路原理图：
（2）8253A接口电路原理图：
三、电路接线及流程图
1、接线方案
（1）交通信号灯由实验仪的LED二极管模拟，由8255-PA输出控制，带时间显示的交通信号灯模拟控制系统8255A输入/输出信号一览表
8255-PB输出方式
PCH输入方式
8255-PA输出方式
PCL输出方式
引脚
输出信号
引脚
输入信号
引脚
输出信号
引脚
输出信号
PB7
驱动数码管字型
PC7
PA7
紧急车辆闪光
PB6
PC6
PA6
东西红灯
PB5
PC5
PA5
东西黄灯
PB4
PC4
8253-OUT2
PA4
东西绿灯
PB3
PA3
PC3
PB2
PA2
南北红灯
PC2
PB1
PA1
南北黄灯
PC1
PB0
PA0
南北绿灯
PC0
数码管的位码选择
注：
1）、8255-PA输出方式可根据实验设备红绿黄灯具体位置改变
2）、采用软件延时，则8255的PC4不用接8253-OUT2。
数码管的位码选择
（2）定时问题：
用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GATE2接高电平，OUT2接8255-PC4。
主程序通过查询8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。
也可以采用软件延时，采用500ms延时子程序。
（3）断开根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：
状态0：
K5、K6、K7均（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：
仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：
仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B道交替通行；状态3：
K7闭合，有紧急车辆通行。
3、流程图
四、系统调试中的问题及解决办法
1、遇到的问题
（1）课程设计进度较慢；编写课程设计的程序时，由于我们平时练习的少，以至于经常出现一些低级的错误，这很大影响了课程设计的进展。
（2）由于实验室仪器的老化和一些仪器的损坏，使得有时候不能准确的得到实验现象，形成一些误导，同时浪费很多时间更换仪器；还有同一段程序，相同的连线在两个试验台运行，会出现两种结果，甚至是直接运行不了。
（3）做8253方波实验时蜂鸣器做实验第一次接线后，蜂鸣器正常报警即时有时无的声音，用指示灯测试时红绿灯交替闪烁，但是当程序停止运行后，蜂鸣器还是工作，当关掉实验仪后，再次做实验是蜂鸣器只发出很轻微的细鸣声（蜂鸣器单独测试能正常工作，试验程序也未经改动）。
2、相应的解决办法
（1）当遇到编程问题时，用星研菜单里的“编译、连接”，找出出错的地方，依次修改，再重新编译、连接。
虽然最终修改成功，但其间花费了大量时间，严重影响了进程。
（2）对于机器的老化问题，我们只能东拼西凑，拼成一组完好能使用的实验台，好好爱护，省得下次实习同学遇到类似的问题。
并且希望学校能利用暑假的时间，对实验室里的仪器进行一次查修维护。
（3）过段时间在此做8253方波实验仪器又可以正常工作。
五、运行情况和结论
程序正常运行，并且能完成设计要求：
当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。
绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。
六、源程序清单
.MODELTINY
COM_ADDREQU0B003H
T0_ADDREQU0B000H
T1_ADDREQU0B001H
T2_ADDREQU0B002H
COM_ADDEQU0F003H
PA_ADDEQU0F000H
PB_ADDEQU0F001H
PC_ADDEQU0F002H
.STACK300
.DATA
LED_DATADB10111101B
DB11101011B
DB11011011B
DB10111110B
SHUMADB01111111B
DB00000110B
DB01011011B
DB01001111B
DB01100110B
DB01101101B
DB01111101B
DB00000111B
DB01111111B
CNT0DB?
.CODE
START:
MOVAX,@DATA
MOVDS,AX
MOVDX,COM_ADD
MOVAL,88H
OUTDX,AL
MOVDX,COM_ADDR
MOVAL,0B0H
OUTDX,AL
MOVDX,PC_A
MOVAL,01H
OUTDX,AL
MOVCNT0,0
LP:
CALLDL500ms
MOVCH,CNT0
SHRCH,1
LEABX,LED_Data
CMPCH,0
JZRY
CMPCH,8
JBGR
CMPCH,8
JZYR
JMPRG
RG:
MOVAL,3
XLAT
MOVDX,PA_ADD
OUTDX,AL
PUSHBX
LEABX,SHUMA
MOVAL,14
SUBAL,CH
XLAT
MOVDX,PB_ADD
OUTDX,AL
POPBX
LAST:
INCCNT0
CMPCNT0,28
JNZLP
MOVCNT0,0
JMPLP
MOVAL,0
RY:
MOVAL,0
XLAT
MOVDX,PA_ADD
OUTDX,AL
MOVDX,PB_ADD
MOVAL,00H
OUTDX,AL
JMPLAST
GR:
MOVAL,1
XLAT
MOVDX,PA_ADD
OUTDX,AL
PUSHBX
LEABX,SHUMA
MOVDX,PB_ADD
MOVAL,8
SUBAL,CH
XLAT
MOVDX,PB_ADD
OUTDX,AL
POPBX
JMPLAST
YR:
MOVAL,2
XLAT
MOVDX,PA_ADD
OUTDX,AL
MOVDX,PB_ADD
MOVAL,00H
OUTDX,AL
JMPLAST
DL500msPROCNEAR
MOVDX,T2_ADDR
MOVAL,24H
OUTDX,AL
MOVAL,0F4H
OUTDX,AL
DELAY:
MOVDX,PC_ADD
INAL,DX
TESTAL,10H
JZDELAY
RET
DL500msENDP
ENDSTART
七、主要参考文献
[1]韩念杭.微型计算机原理实验指导书[M].南京工程学院,2004.
[2]李干林.微机原理及接口技术实验指导书[M].北京大学出版社,2010.
[3]李继灿.新编16/32微型计算机原理及应用[M].北京：
清华大学出版社，2004
[4]朱定华等.微型计算机原理及应用[M].北京:
电子工业出版社,2005.
[5]郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:
清华大学出版社,2001.
八、心得体会
总的来说，使得我对8253、8255芯片的理解更加深入，对它们的工作方式把握更清楚了。
但在试验过程中，开始时对仪器不熟悉，在接线、调试是浪费了很多时间，理论知识不能迅速准确的和实际试验联系起来，需要老师或同学提醒才知道怎么回事，这也说明我对书本还不熟悉。
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