微机原理课程设计交通灯.docx

1、微机原理课程设计交通灯综合性、设计性实验报告设 计 题 目 交通灯的设计 实验课程名称 微机原理及应用 指 导 教 师 杨 振 南 开课学期 2010至2011 学年 下 学期 姓名 游金涛 学号200808002304专业 通信工程 班级 通信0803上课时间 2010 年 9 月 13 日湖南科技学院教务处编印实验名称： 交通灯的设计实验时间：2010/12/26小组合作： 是 否小组成员：无1、实验目的：分析实际的十字路口交通灯的亮灭过程，用实验箱上的8255实现交通灯的控制。（红，黄，绿三色灯）2、实验设备及材料：微机原理和接口技术实验室的实验箱和电脑设备等。3、理论依据：此设计是通过

2、并行接口芯片8255A和8086计算机的硬件连接，以及通过8253延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制。如硬件连接图所示（在后），红灯（RLED），黄灯（YLEDD）和绿灯（GLED）分别接在8255的A，B，C口的低四位端口，PA0，PA1，PA2，PA3分别接1，2，3，4（南东北西）路口的红灯，B，C口类推。8086工作在最小模式，低八位端口AD0AD7接到8255和8253的D0D7，AD8AD15通过地址锁存器8282，接到三八译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOC

3、K1和CLOCK2，OUT1接到8086的AD18，8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30s定时到。OUT2产生1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0既基本输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。一、实验设计方案4、实验方法步骤及注意事项：设计思路红，黄，绿灯可分别接在8255的A口，B口和C口上，灯的亮灭可直接由8086输出0，1控制。设8253各口地址分别为：设8253基地址即通道0地址为04A0H，通道1为04A2H，通道2为04A4H，命令控制口为04A6H。黄灯闪烁的频率为1HZ，所以想到由8253产生一个1HZ的方波， 8

4、255控制或门打开的时间，在或门打开的时间内，8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲，工作在方式 3即方波发生器方式，理论设计输出 周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1s，因此通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲，所以通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ，通道1作计数器工作在方式1，计数初值3000=BB8H既30s，计数到则输出一个高

5、电平到8255的PA7口，8255将A口数据输入到8086，8086检测到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波，通过一个或门和8086共同控制黄灯的闪烁，因此也是工作在方波发生器方式，其计数初值为100=64H，将黄灯的状态反馈到8055的端口PB7和PC7，同样输入到8086，8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态变化，计9次状态变化可完成5次闪烁。三个通道的门控信号都未用，均接5V即可。硬件原理及电路图由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的，所以应该是8255A的、线分别与8086CPU的、线相连，而将8086的线作为选通信号。如果是按825

6、5A内部地址来看，则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+001H)，PC口地址为(CS+002H)，命令控制口地址为(CS+003H)，其中，CS为8255片选信号的首地址；若是按8086CPU地址来看，则8255A的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+002H)，PC口地址为(CS+004H)，命令控制口地址为(CS+006H)。当CS0288H，则PA口地址为0288H，PB口地址为028AH，PC口地址为028CH，命令控制口地址为028EH。电路图如下所示：程序流程图程序清单DATA SEGMENT ; 设置数据段，以及端口地址分配

7、 PORTA EQU 218H PORTB EQU 219H PORTC EQU 21AH PTCON8255 EQU 21BH PORT0 EQU 238H PORT1 EQU 239H PORT2 EQU 240H PTCON8253 EQU 241HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,CS:CODEINIT: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX, PTCON8253 MOV AL,36H OUT DX,AL MOV DX,PORT0 MOV AX,2710h OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL ;通道0工

8、作方式3 周期0.01s MOV DX, PTCON8253 MOV AL,72H OUT DX,AL ;通道1工作方式1 MOV DX, PTCON8253 MOV AL,96H OUT DX,AL MOV DX,PORT2 MOV AL,64H OUT DX,AL ;通道2工作方式3 周期1s 8253初始化完成 MOV DX, PTCON8255 MOV AL,80H OUT DX,AL ;8255初始化 A，B，C口均工作在方式0 MOV DX,PORTA MOV AL,0 OUT DX,AL MOV DX,PORTB MOV AL,0FH OUT DX,ALMOV DX,PORTCM

9、OV AL,0FHOUT DX,AL ;灯初始化完成STA: MOV DX,PORTAMOV AL,0A0HOUT DX,ALMOV DX,PORTBMOV AL,0F0HOUT DX,ALMOV DX,PORTCMOV AL,50HOUT DX,AL ;南北绿灯亮，东西红灯亮MOV DX,PORT1MOV AX,11f8OUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL ;8253通道1赋值 开始计时SCAN1: MOV AL,0MOV DX,PTCON8255MOV AL,90HOUT DX,ALMOV DX,PORTAIN AL,DXAND AL,0FHCMP AL,1JNZ SCA

10、N1 ;扫描PA7口FLA1: MOV DX, PTCON8255MOV AL,80HOUT DX,ALMOV DX,PORTCMOV AL,0F0HOUT DX,ALMOV DX,PORTBMOV AL,50HOUT DX,ALMOV CX,0TEST1: MOV DX,PTCON8255 ;检测PB7MOV AL,82HOUT DX,ALMOV DX,PORTBIN AL,DXAND AL,0FHMOV AH,ALMOV DX,PTCON8255MOV AL,82HOUT DX,ALMOV DX,PORTBIN AL,DXAND AL,0FHXOR AL,AHADD CL,ALCMP CL

11、,7JNZ TEST1 ;闪烁4次MOV DX, PTCON8255MOV AL,80HOUT DX,ALMOV DX,PORTAMOV AL,50HOUT DX,ALMOV DX,PORTBMOV AL,0F0HOUT DX,ALMOV DX,PORTCMOV AL,0A0H ;南北红灯亮，东西绿灯亮MOV DX,PORT1MOV AX,11f8HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL ;8253通道1赋值 开始计时SCAN2: MOV AL,0MOV DX,PTCON8255MOV AL,90HOUT DX,ALMOV DX,PORTAIN AL,DXAND AL,0FHC

12、MP AL,1JNZ SCAN2FLA2: MOV DX, PTCON8255MOV AL,80HOUT DX,ALMOV DX,PORTCMOV AL,0F0HOUT DX,ALMOV DX,PORTBMOV AL,0A0HOUT DX,ALTEST2: MOV DX,PTCON8255MOV AL,88HOUT DX,ALMOV DX,PORTCIN AL,DXAND AL,0FHMOV AH,ALMOV DX,PTCON8255MOV AL,88HOUT DX,ALMOV DX,PORTCIN AL,DXAND AL,0FHXOR AL,AHADD CL,ALCMP CL,7 JNZ T

13、EST2 ;闪烁4次CODE ENDS END STA连接实验箱电路，上机调试并对实验现象进行分析，完成实验报告。5实验数据处理方法：计算或查阅相关资料 请教老师和同学6参考文献：1杨立. 微型计算机原理与接口技术. 北京：中国水利水电出版社， 20052卜艳萍等. 汇编语言程序设计教程. 北京：清华大学出版社，20073蔡启先等. 汇编语言程序设计实验指导. 北京： 清华大学出版社，2008 指导老师对实验设计方案的意见：指导老师签名： 年 月 日 二、实验报告1、实验目的、设备与材料、理论依据、实验方法步骤见实验设方案2、实验现象、数据及结果初始态为4个路口的红灯全亮。之后，南北路口的绿灯

14、亮，东西路口的红灯亮，南北路口方向通车。延迟30秒后，南北路口的绿灯熄灭，而南北路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，南北路口的红灯亮，同时东西路口的绿灯亮，东西路口方向开始通车。延迟30秒时间后，东西路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到南北路口方向。之后，重复上述过程。3、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论：在上机调试中发现，由于此软件延时的时间均为估算时间，不是特别准确，对于交通要求特别高的地方不宜采用。如果是放到一个大的交通灯系统中，会影响到各个交通灯的运行时间，可能整个系统对交通的指挥调度会大大偏离理论计算，不能有效地防止和消除交通堵塞现象。4、结论：经过这次的

15、课程设计，做关于交通灯的设计，我认真查阅资料，学习关于这方面的知识，比如说要了解8086芯片中各个引脚的功能，怎么样去使用8255这个可编程并行接口芯片，怎么样使用8253来定时及输出一定频率的脉冲，怎么样用8282这个地址锁存器来存储高位地址和低位地址以及交通有哪些规则。在理论学习的基础上，又下了一次苦工夫，算是明白了设计一个系统的过程。也让我体会到要想成功地设计某个东西，光学好专业知识是不够的，必须要系统的知识，无论在哪方面都要有个明白的概念，只有这样才不至于在设计过程中摸不着头脑，知道去哪些是需要查的资料，还有一点，我觉得我在芯片编程方面，特别是在初始化方面是我最大的困难，或许是我的汇编

16、语言学得不够好，我只能借助参考资料，查每一条指令的作用与功能，这样一来又巩固了我的对汇编语言的了解。 如此，我体会到学习理论知识固然重要，但在你学完了之后，你不在实践中运用你所学的知识，我想学是白学了，过一段时间后，你可能什么都记不起来了，或许在学的时候心里有一个概念，认为这个知识我曾经学得不错,我现在怎么想不起来了，一心想依赖课本，如果我们用实践来学习知识，你会努力地去搜索你想要需要的东西，即使是过了一段时间后，你也会记得你曾经对这点不明白认真地查阅过,所以你不容易忘记。5、实验总结1）、本次实验成败之处及其原因分析： 本次实验的成败之处在充分了解8255以及8253等和8086计算机的硬件

17、连接。 原因分析：之前的实验中很多同学对硬件连接不是很清楚，往往程序编写出来了，但不知道怎么连接各个模块，看着复杂的连接电路不知道如何下手，以至于不能有效的完成实验。2）、本实验的关键环节及改进措施：做好本实验需要把握的关键环节：我觉得做好本次实验的关键是编写程序，而编写程序的关键在于各个状态之间的转换和进行适当的时间延时。若重做本实验，为实现预期效果，仪器操作和实验步骤应如何改善：本次实验没有设置显示倒计时的七段LED数码管，如果应用到街道上，不利于司机、行人把握。所以为了增加实用性需要考虑增加两个显示红绿灯倒计时的数码管，在计时的同时也显示倒计时以方便司机行人的通行。3）、对实验的自我评价：通过本次课程设计我学到了很多新的东西，极大地拓宽了我的知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高，我感到收获不小。也发现了大量问题，有些在设计过程中已经解决，有些还要待今后慢慢学习，只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。指导老师评语及得分：签名： 年 月 日