微机原理课程设计报告交通灯

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1、综合性、设计性实验报告综合性、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一、实验设计方案一、实验设计方案实验名称： 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

2、验箱和电脑设备等。3、理论依据：此设计是通过并行接口芯片 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。8

3、253 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CLOCK1 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。4、实验方法步骤及注意事项：设计思路1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

4、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， 8255 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

5、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 8

6、086，8086 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2由于 8255A 与 8086CPU 是以低八位数据线相连接的，所以应该是 8255A 的1A、0A线分别与 8086CPU 的2A、1A线相连，而将 8086 的0A线作为选通信号。如果是按 8255A 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CS的首地址；若是按 8086C

7、PU 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3初始化 8255，8253 红灯全亮 绿灯黄灯全灭南北绿灯亮 东西红灯亮等待 8253 延时 30s 时 间是否到？YN南北绿灯灭 东西红灯不变 南北黄灯闪烁等待黄灯闪烁 5 次？YN南北红灯亮 东西绿灯亮8253 延时 30s东西绿灯灭 黄灯闪烁 5

8、次程序清单4DATA SEGMENT ; 设置数据段，以及端口地址分配PORTA EQU 218HPORTB EQU 219HPORTC EQU 21AHPTCON8255 EQU 21BHPORT0 EQU 238HPORT1 EQU 239HPORT2 EQU 240HPTCON8253 EQU 241H DATA ENDS CODE SEGMENTASSUME DS:DATA,CS:CODE INIT: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX, PTCON8253MOV AL,36HOUT DX,ALMOV DX,PORT0MOV AX,2710HOUT DX,ALMOV

9、AL,AHOUT DX,AL ;通道 0 工作方式 3 周期 0.01sMOV DX, PTCON8253MOV AL,71HOUT DX,AL ;通道 1 工作方式 1MOV DX, PTCON8253MOV AL,96HOUT DX,ALMOV DX,PORT2MOV AL,64HOUT DX,AL ;通道 2 工作方式 3 周期 1s 8253 初始化完成MOV DX, PTCON8255MOV AL,80HOUT DX,AL ;8255 初始化 A，B，C 口均工作在方式 0MOV DX,PORTAMOV AL,0OUT DX,ALMOV DX,PORTBMOV AL,0FHOUT D

10、X,AL MOV DX,PORTC MOV AL,0FH OUT DX,AL ;灯初始化完成STA: MOV DX,PORTA MOV AL,0A0H OUT DX,AL MOV DX,PORTB MOV AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,50H OUT DX,AL ;南北绿灯亮，东西红灯亮 MOV DX,PORT1 MOV AX,0BB8H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL ;8253 通道 1 赋值 开始计时 SCAN1: MOV AL,0 MOV DX,PTCON8255 MOV AL,90H OUT DX,AL MOV

11、 DX,PORTA IN AL,DX AND AL,0FH CMP AL,1 JNZ SCAN1 ;扫描 PA7 口 FLA1: MOV DX, PTCON8255 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,PORTB MOV AL,50H OUT DX,AL MOV CX,0 TEST1: MOV DX,PTCON8255 ;检测 PB7 MOV AL,82H OUT DX,AL MOV DX,PORTB IN AL,DX AND AL,0FH MOV AH,AL MOV DX,PTCON8255 MOV A

12、L,82H OUT DX,AL MOV DX,PORTB IN AL,DX AND AL,0FHXOR AL,AH ADD CL,AL CMP CL,9 JNZ TEST1 ;闪烁 5 次 MOV DX, PTCON8255 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,PORTA MOV AL,50H OUT DX,AL MOV DX,PORTB MOV AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,0A0H ;南北红灯亮，东西绿灯亮 MOV DX,PORT1 MOV AX,0BB8H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL ;82

13、53 通道 1 赋值 开始计时 SCAN2: MOV AL,0 MOV DX,PTCON8255 MOV AL,90H OUT DX,AL MOV DX,PORTA IN AL,DX AND AL,0FH CMP AL,1 JNZ SCAN2 FLA2: MOV DX, PTCON8255 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,PORTC MOV AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,PORTB MOV AL,0A0H OUT DX,AL TEST2: MOV DX,PTCON8255 MOV AL,88H OUT DX,AL MOV DX,PORTC IN AL

14、,DX AND AL,0FH MOV AH,AL MOV DX,PTCON8255MOV AL,88H OUT DX,AL MOV DX,PORTC IN AL,DX AND AL,0FH XOR AL,AH ADD CL,AL CMP CL,9JNZ TEST2 ;闪烁 5 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。55实验数据处理方法：计算或查阅相关资料 1请教老师和同学26参考文献：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

15、. 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