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1、南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 微机原理及应用B 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071 起 止 日 期 第 17周（每班为期一周） 指 导 教 师 韩念杭 南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 微机原理及应用B 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电力071、072、073、074 起 止 日 期 下学期（每班为期一周） 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
2、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STAR ES598PCI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STAR ES598PCI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
3、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
4、数，黄灯时不显示时间。（100分）3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求设计要求1、 预习要求：1） 预习本课程设计任务书附录二。了解STAR ES598PCI实验仪的硬件环境和资源，了解各个硬件模块的电路原理和接口连接方法。2） 预习微机原理及接口实验指导书，熟悉星研集成软件的使用方法。3） 预习本课程设计任务书附录三。预习实验一和实验二的相关内容，研究其实验原理和实现方法。4）预习本任务书，根据设计任务，预先画出电路原理图、程序流程图，编写出实验程序。2、 设计报告要求：1）画出接口部分电路原理图，并阐述系统工作原理。2）绘制程序流程图和源程序清单。3）调
5、试过程和结果。4）要求用WORD撰写课程设计报告，上交打印版和电子稿。3、 课程设计说明书装订顺序及主要内容如下：1）封面、目录 2）任务书（不含附录）3）正文：设计思路与功能描述；电路原理图及其说明。应标示并说明每一个输入/输出信号的含义；结构框图；系统调试中的问题和解决办法；运行情况和结论；源程序清单。4）参考资料4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. 微机原理及接口实验指导书M .南京工程学院,2009.3 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
6、: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,2001.5课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容2010年6月19日（第16周）之前第17周，星期一第17周，星期二、三第17周，星期四第17周，星期五第17周，星期六预习消化理解设计任务，设计程序流程图，编写源程序。预习星研微机实验系统的仿真调试操作界面学习STAR86/88实验系统的使用和操作，进行实验8255测试和8253测试基本实验完成基本要求的内容完成中级和高级要求的内容验收撰写课程设计报告6成绩考核办法总评成绩由三部分组成，分别是：成果演示占40%，测试成绩占30%，设计报告占
7、30%。1、 成果演示（根据程序运行演示确定基础分）；2、 口试或笔试测验（与本设计有关的问题，目的是考查设计成果是否经过自己思考独立完成）；3、 课程设计报告（格式、内容、质量）。教研室审查意见：同意 教研室主任签字： 韩念杭 2008年5月 8 日院（系、部、中心）意见：主管领导签字： 年 月 日附录1 : 设计提示设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向。1、 电路接线方案： 交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255-PA输出控制：见下表。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（供参考）8255-PB输出方式PCH输入方式8255-PA输出方
8、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PC7K7PA7紧急车辆闪光PB6PC6K6PA6东西红灯PB5PC5K5PA5东西黄灯PB4PC48253-OUT2PA4东西绿灯PB3PA3PC3PB2PA2南北红灯PC2PB1PA1南北黄灯PC1PB0PA0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
9、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，500ms延时子程序参见实验一。3、 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均断开（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。参考流程图说明：流程图1设计思想：4、 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
10、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。5、 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17秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第913秒，A道红灯、B道绿灯。6、 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。7、 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。参考流程图2。
11、8、 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。基本和中级要求的参考流程图：高级要求的参考流程图课程设计体会：1、 星研实
12、验系统的接线连接器有许多限制，因此本课程设计的接线操作比较费神。实践下来的接线方案是：8255的PC电缆排线接到数码显示器位驱动JP41的低4位1-4，即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对应位也会显示倒计时数码，因为此线接的是8253OUT2引脚，而8253工作在方式0，OUT2引脚绝大部分时间是低电平。2、 K5K6K7三个开关应该低电平有效，如果高电平有效，在PCL与JP41完全连接，则K5K6K7对应的三位会显示倒计时数字，而且很亮。反而使应该显示的位亮度却很低。3、附录2：相关外设原理及接线图27 B2区：逻辑笔、频率发生器逻辑笔电路原理图逻辑笔： 测试接口，输入测量信号绿灯(DS13)：高电平点亮红灯(DS14)：低电平点亮两灯同时亮：频率信号频率发生器电路原理图4M：输出4MHZ频率信号其他端口输出的信号频率与端口下标识的数值一致B4区：8255电路CS：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号。JP52： PC口；JP53： PB口；JP56： PA口。C5区：8253电路CS：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号；G5区：键盘&LED数码显示器A：按键的列线B：数码管段码C：数码管选择脚D：按键的行线G
