课程设计报告(红绿灯微机原理)(共19页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 微机原理与接口技术课程设计报告 题目 十字路口交通灯设计 系 别 年 级 09 专业 班 级 学号 学生姓名 指导教师 职 称 讲 师 设计时间 2011.12.27 专心-专注-专业目 录第一章 系统设计1.1题目要求(PS下面有些看不清楚地,你只要用word2003打开就可以看到了,)一、任务:掌握通过8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二级管的亮与灭。二、要求:用8255做输出口,控制十二个发光管亮灭,模拟交通灯管理。1.2 方案论证方案一:1.在某一南北方向和东西方向的十字路口,每个方向都有红,黄,绿三色交通信号灯,要求信号灯按下列规则变化:(1)首先
2、使某一方向绿灯亮,另一方向红灯亮。当出现下述情况之一时,开始变灯:其一是红灯已亮30S;其二是红灯路口停留的车辆已达五辆。(2)变灯应遵循的规律:首先使绿灯闪烁5S(注:0.5S灭,0.5S亮,重复5次),接着绿灯灭,黄灯亮5S后,使得黄灯灭,红灯亮,紧接着使另一方向的红灯变为绿灯。在一个方向由绿灯变红灯的过程中,另一方向的红灯保持不变。初始化8255的工作方式东西方向红绿灯工作南北方向红绿灯工作初始化8253的工作方式图1-18255A和8253工作流程图2.画出硬件框图,编写控制程序。提示:用8253来实现定时和检测车辆。用8255A某一断口的6根线控制交通灯。对于检测车辆,假设另有传感器
3、电路进行配合,此传感器电路每当有一辆车时,会发出一个脉冲信号。图1-2交通灯硬件控制框图方案二:(1) 通过8255A控制发光二极管,PB4-PB7对应黄灯,PC0-PC3对应红灯,PC4-PC7对应绿灯,以模拟交通路灯的管理。(2) 要完成本实验,必须先了解交通路灯的亮灭规律,设有一个十字路口1、3路口为南北方向2、4为东西方向,初始状态为四个路口的红灯全亮,之后,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车。延时一段时间后,1、3路口的绿灯熄灭,而1、3路口的黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,1、3路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口的方向通车,延时一段时间后,2、4
4、路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,再切换到1、3路口方向,之后,重复上述过程。(3) 程序中设定好8255A的工作模式及三个端口均工作在方式0,并处于输出状态。(4) 各发光二级管共阳极,使其点亮应使8255A相应端口的位清0.初始化8255的工作方式东西方向红绿灯工作南北方向红绿灯工作图1-3红绿灯工作流程图1.3实施方案 经小组讨论后决定采用第二个方案,因为设计出来的程序是产品,是要出售,面向用户的,用户一般所需求的东西是物美价廉的,因此,方便,简单,低价格是设计所需要考虑的。方案二比方案一少用一个8253芯片,而且代码也相差不大,符合上述考虑,因此决定使用方案二。1.4 原
5、理及说明在本次课程设计当中,本次设计采用的是软件定时(即通过汇编指令)实现的。而灯的亮与灭以及闪烁是用8255的B口和C口控制的,工作方式0,B口和C口均为输出。并行接口是以数据的字节的单位与I/O设备或控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送是并行的,即可以同时传递8位、16位、32位等。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片,它具有A、B、C三个并行接口,用+5单电源供电,能在以下三种方式下工作:方式0基本输入/输出方式。方式1选通输入/输出方式。方式2双向选通工作方式。由于实验中所用到的发光二级管是共阳极的,如图2-1所示,所以在为8255的B口和
6、C口写数据时,对应的每一位有:0代表灯亮,1代表灯灭。 第二章 硬件设计2.1硬件结构交通灯在每天的变化规律并不相同,此课程设为了简化,只考虑了交通灯正常时的变化规律,即有如下规律变化:程序一开始,四个方向的灯全为红灯,接着变为黄灯闪烁,然后东西方向为红灯,南北方向为绿灯但不显示倒计时时间,倒计时间结束后,交通灯变成黄灯,闪烁几次后,东西方向变成绿灯,南北变成红灯,再变成黄灯,如此按交通灯的变化规则交替变化,采用的是为各个灯设置固定的亮持续时间。将8255A的RE和WR非信号端分别与8086的两个端口相对应连接起来,8255A的数据线和8086的数据端口相连接,RE和WR非信号都是8086发出
7、的控制信号,当进行读数据时,从8255A传送到8086,如果为写信号时,由8086写向8255A。PC端口的低四位(PC0-PC3)分别设置为1,2,3,4路口的红灯;PC端口高四位(PC4-PC7)分别设置为1,2,3,4路口的绿灯;PB端口的高四位(PC4-PC7),分别置为1,2,3,4路口的黄灯。图2-1 实验原理硬件结构图2.2 硬件单元电路及相关说明2.2.1 8086的功能引脚图图2-2 8086引脚图通用引脚:1. GND(地)和Vcc电源。Vcc引脚接+5V电源, GND引脚接地。2. AD15AD0(Address Data Bus)地址/数据复用引脚,双向、三态。3. A
8、19/S6A16/S3(Address/Status)地址/状态复用引脚,输出、三态。4. BHE/S7(Bus High Enable/Status)高8位数据线允许/状态复用引脚,输出、三态。5NMI(Non-Maskable Interrupt)非屏蔽中断请求引脚,输入,不受IF影响。6INTR(Interrupt Request)可屏蔽中断请求引脚,输入、高电平有效。7RD(Read)读信号,输出、三态、低电平有效。8CLK(Clock)时钟输入引脚。9RESET(Reset)复位引脚,输入、高电平有效。至少需要4个时钟周期的高电平。10READY(Ready)准备好引脚,输入、高电平
9、有效。11.TEST(Test)测试引脚,输入、低电平有效,和WAIT指令结合使用。12.MN/MX(Minimum/Maximum Mode Control)最小/最大模式控制引脚,输入。2.2.2可编程并行通信接口芯片8255A1.8255的内部逻辑结构图2-3 8255内部逻辑结构图从图中可知,8255A由以下三部分组成:(1) 外设接口部分(数据端口A、B、C)1) 端口A。端口A内部包含一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存/缓冲器。2) 端口B。端口B内部包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器。3) 端口C。端口C内部包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据
10、输出锁存/缓冲器。通过向芯片写入方式选择控制字,端口C可以被分成两个4位端口。(2) 内部逻辑(A组和B组控制电路)这两组控制电路,根据芯片内部的控制寄存器内容(存放着CPU输出的方式选择控制字)和“读/写控制逻辑”发出的读/写命令,控制两组端口的工作方式和读/写操作。A组控制电路控制端口A、端口C高4位(PC7PC4)。B组控制电路控制端口B、端口C低4位(PC3PC0)。(3)CPU接口部分1) 读/写控制逻辑电路 地址线A1和A0、CS(片选)、RD(读控制)、WR(写控制)、RESET(复位)信号的组合,用来控制8255A进行数据信息、状态信息和控制信息的传输。2) 数据总线缓冲器 它
11、是一个8位的双向三态数据缓冲器,它是8255A与CPU数据总线的接口,所有数据的输入/输出,以及CPU用输出指令向8255A发出的控制字和用输入指令向8255A发出的控制字和用输入指令从8255A读入的外设状态信息,都是通过这个缓冲器传送的。2. 8255A的控制字1) 方式选择控制字D7D6D5D4D3D2D1D0特征位A组方式00=方式001=方式110=方式211=不用PA0=输出1=输入PC470=输出1=输入B组方式0=方式01=方式1PB0=输出1=输入PB0=输出1=输入PC030=输出1=输入注:8255A有三种工作方式方式0基本的输入/输出方式特点:a) 两个8位端口A、B及
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