基于8086的交通信号控制器的设计.docx

1、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

2、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

3、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LED2、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：PB0PB7接模拟灯二极

4、管，PA0PA7接7段二极管的段选，PC0PC3接7段二极管的位选，PC4PC7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 ,

5、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PB0PB7接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0PA7接7段LED灯的段选码，完成LED显示器的段选，PC0PC3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

6、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8255A1、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、8255的功能分析：PA、PB、PC三口均工作在方式状态。：PB2PB3接黄灯，PB4PB5接红灯；PB0PB1接绿灯，PA0PA7作为段选码；PC0PC1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

7、输入口，接收开关输入的初值信息。将在用8255前第一要对它进行初始化，设置它的方式选择操纵字。3、8255工作方式说明: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

8、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、8255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：7工作方式操纵标志。65组合设定口工作方式：方式、方式、方式。4设定口的输入输出，4输入4输出

9、。3口高位输入输出选择，3输入3输出。2口工作方式选择，2方式；2方式。1口输入输出选择1输入1输出。0设定口低位输入输出0输入0输出。5、8255技术参数：要紧参数说明：8255A工作最大电流为120MA,VCC=-5V+5V，IDAR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IL.输入高电平电压IHCC.输出低电平电压OL数据端口OL.输出低电平电压OL外围端口OL.输出高电平电压OH数据端口OR.输出高电平电压OH外围

10、端口OH.达林顿驱动电流OAR.mA电源电流CCmA输入负载电流ILINmA输出浮动电流OFOR.VmA6、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LED0LED5轮番显示。图1-4：七段L

11、ED显示器笔画型LED显示器是由8个二极管电路adp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，adp分别与74LS273的1Q8Q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PC0PC3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DpGfEdcbA显示数码0011111103fh000001101O6H0101101125bh0100111134fH01100110466H0110110156dH0111110167dH00000111

12、707H0111111187fH0110111196fH2.3 硬件总逻辑图及其说明1、硬件原理说明：本设计以STAR ES598PCI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STAR ES598PCI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PB0PB7接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0PA7接

13、7段LED灯的段选码完成LED显示器的段选，PC0PC3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PB0PB7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PC0PC3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PA0PA

14、7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