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1、精选优质文档-倾情为你奉上郑州航空工业管理学院微机原理课程设计说明书 2015 级 电气工程及其自动化S 专业 班级题 目 交通灯控制系统(软件定时) 姓 名 刘来友 学号 指导教师 王 义 琴 2015 年 12 月 28 日摘 要运用了8086 CPU芯片以及8255A芯片、8253芯片和数码管等辅助硬件电路，进行了数码管倒计时的设计。进行了软件设计并编写了源程序。交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本系统采用8086为中心器件来设计交通灯
2、控制器，系统实用性强、操作简单、扩展强。本设计就是采用8086最小方式下在Protues7.8SP2软件下模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时显示时间。本设计系统由8255AI/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时、紧急情况处理等功能，较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。本系统采用8086汇编语言编写，主要编写了主程序，LED数码管显示程序等。总体上完成了软件的编写。 关键词：带倒计时功能的交通灯；8255A；8086微机系统目 录一、概述1.1 课程设计的目的3 1.2课程设计的要求3二、总体设计方案及说明 2.
3、1 系统总体设计方案4 2.2系统工作框图4三、系统硬件电路设计 3.1 Intel 8086 微处理器的简介 53.2 8255A芯片的工作原理 73.3 多位数码管的工作原理8 3.4 74LS273芯片简介 10 3.5系统电路图设计 11 3.5.1.系统总电路图设计11 3.5.2.8086最小系统原理图设计12四、系统软件部分设计 4.1 系统流程图14 4.2 系统软件源程序15 4.3 汇编源程序及说明16五、总结 5.1 系统调试18 5.2 心得与体会20六、参考文献22一、 概述1.1课程设计应达到的目的通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方
4、案的设计方法。使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法，输入/输出(I/O)接口技术，应用程序设计技术，并能结合专业设计简单实用的微型计算机应用系统。针对课堂重点讲授内容使学生加深对微型计算机硬件原理的理解及提高汇编语言程序设计的能力，为以后的毕业设计搭建了微机系统应用平台，提高学生的开发创新能力。设计一个基于8086/8088微型计算机的一个交通信号灯控制系统，要求能完成基本的交通灯控制，如红、绿、黄三种灯的定时交替点亮与熄灭；要求学生了解8086/8088微型计算机控制系统的基本设计方法与思路，能独立查阅资料并汇总，具备一定的控制系统设计能力，掌握绘制电路原理图的能力，能编写一
5、定难度的汇编程序并调试。1.2设计一个模拟交通信号灯控制系统，要求：1）系统功能：十字路口信号灯东西向南北向各2组，每组用红黄绿3只LED模拟交通信号灯。开始：南北红灯、东西绿灯亮，之后南北红灯、东西黄灯亮，然后南北绿灯、东西红灯亮，然后南北黄灯、东西红灯亮，返回开始。2）给出系统设计方案，画出硬件连线图，并说明工作原理；3）画出程序框图并编写程序。二、总体设计方案与说明2.1 系统总体设计方案本设计是基于Windows环境下的Proteus7.8软件，在其中进行硬件电路的的设计，汇编语言源程序的编写以及以上两部分工作完成后的软件系统的调试。本设计的处理控制系统由Intel 8086微处理器在
6、最小模式下组成的单处理器系统构成，用来进行对外围硬件电路进行信息采集、数据处理和控制。2.2系统工作框图本课程设计使用8086CPU控制8255A和74273锁存器分别控制LED数码管和LED交通灯。第一片8255A被选择后，从数据总线上写入数据到输出端，把LED数码管的待显示的字符对应是16进制数，即要7段数码管的对应位的LED置高电平（选择的是共阴极数码管）就可以显示对应的段码。第二片8255A被选择后，从数据总线上写入的数据是指定哪一位数码管显示字符，低电平有效。同时74273锁存器也要按程序设定点亮LED交通灯。三、系统硬件部分设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介Intel
7、 8086是Intel公司于1978年推出的16位微处理器。它采用HMOS工艺制造，片内有2.9万个晶体管，单一电源+5V供电，时钟频率4.77-10MHz，片内数据总线、寄存器和外部数据总线都为16位，最大可寻址的物理地址为1M。要掌握一个CPU的工作性能及使用方法，首先应该了解它的编程结构。在8086CPU的编程结构上，从功能上，分为两部分，即总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。8086的逻辑地址为20位，物理地址为16位，对于编程员来说，只需要考虑逻辑地址即可。8086为40只引脚双列直插式封装。Intel 8086 可以工作在最大和最小两种模式下，最小模式和最大模式的确定是通过一
8、条MN/MN所接的逻辑电平是“1”还是“0”来完成。在最小方式下，微处理器被用来构成一个小规模的单处理机系统，微处理器本身必须提供全部的的控制信号给外围电路。微处理器被用来构成一个较大规模的多机系统。在最小模式下的信号如下：(1)AD15AD0（address data bus）地址/数据复用引脚（双向工作） 分时复用的地址/数据线。(2)A19/S6A16/S3（Address/Status）输出，是分时复用的地址/状态线。用作地址线时，A19A16与A15A0一起构成访问存储器的20位物理地址。(3)BHE/ S7 （Bus High Enabale/Status）总线高字节有效信号。三态
9、输出，低电平有效，用来表示当前高8 位数据线上的数据有效。(4)NMI（Non Maskable Interrupt Request）不可屏蔽中断请求信号。由外部输入，上升沿触发，不受中断允许标志的限制。(5)INTR（Interrupt Request）可屏蔽中断请求信号。由外部输入，电平触发，高电平有效。(6)RD（Read）读信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在读存储器或IO端口。(7) CLK（Clock）主时钟引脚（输入）。由8284时钟发生器输入。8286CPU可使用的最高时钟频率随芯片型号不同而异，8086为5MHz，8086-1为10MHz，8086-2 为8MHz。
10、(8) RESET（reset）复位信号。由外部输入，高电平有效。(9) READY（ready）准备就绪信号。由外部输入，高电平有效，表示CPU 访问的存储器或IO端口已准备好传送数据。(10) TEST 测试信号。由外部输入，低电平有效。CPU 执行WAIT 指令时，每隔5 个时钟周期对TEST 进行一次测试，若测试TEST 无效，则CPU 处于踏步等待状态，直到TEST有效，CPU才继续执行下一条指令。(11) MN/MX 工作模式选择信号。由外部输入，MN/MX 为高电平时，CPU 工作在最小模式；MN/MX为低电平时，CPU工作在最大模式。(12) GND/VCC电源地和电源。808
11、6CPU只需要单一的+5V电源，由VCC引脚输入。(13) INTA 中断响应信号。向外部输出，低电平有效。在中断响应周期，该信号表示CPU响应外部发来的INTR信号，用作读中断类型码的选通信号。(14) ALE 地址锁存允许信号。向外部输出，高电平有效。在最小模式系统中用作地址锁存器的片选信号。(15) DEN数据允许信号，三态输出，低电平有效。(16) DT/R 数据发送/接收控制信号。(17) M/IO 存储器/IO 端口访问信号。(18) WR写信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在写存储器或IO端口。(19) HOLD总线请求信号。由外部输入、高电平有效。表示有其他共享总线的
12、处理器/控制器向CPU请求使用总线。(20) HLDA 总线请求响应信号。向外部输出，高电平有效。CPU 一旦测试到有HOLD 请求，就在当前总线周期结束后，使HLDA有效，表示响应这一总线请求，并立即让出总线使用权。在不要求使用总线的情况下，CPU中指令执行部件可继续工作。HOLD变为无效后，CPU也将HLDA置成无效，并收回对总线的使用权，继续操作。3.2 8255A芯片的工作原理8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由选择，使用灵活，通用性强。8255可作为与多种外设连接时的
13、中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个，即数据线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。1）与CPU连接部分根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0D7。由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根就能寻址A、B、C口及，故为两根A0A1。此外CPU要对8255进行读、写与操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的编号如下：（1）DB：编号为D0D7，用于8255与CPU传送8位数据。（2）AB：编号为A0A1，用于选择A、B、
