微机原理与接口技术课程设计交通灯设计.docx

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1、交通灯设计中南大学微机课程设计报告题目交通灯设计专 业班级姓名学号指导教师林立教师1交通灯设计名目1. 课程设计题目、功能、目的22. 系统分析与设计32.1 系统所用芯片分析32.2 所选用芯片的简要介绍42.3 系统框图63. 程序设计73.1 十字路口交通灯状态转换表73.2 主程序流程图73.3 中断子程序流程图83.4 数码管码表83.5 各芯片初始化说明94. 运行状况105. 具体源代码及注释116. 心得体会162一、 课程设计题目、功能、目的1. 课程设计题目交通灯设计2. 本设计所实现功能1) 实现十字路口交通灯各种状态的转换；2) 各种状态转换的时间可进展敏捷设置；3)

2、承受中断的方法对状态转换进展掌握，提高处理器效率；4) 在各个状态转换的同时实现倒计时提示。3. 本次课程设计目的1) 通过微机原理与接口课程设计，使学生能够进一步了解微型计算机工作原理, 微型计算机的硬件构造及微型计算机软件编程。2) 要求学生依据接口电路的硬件要求进展计算机的汇编语言程序设计，使学生的软件编程力量得到加强 ,对接口电路的综合应用力量有较大提高。二、 系统分析与设计1. 系统所用芯片分析1) 首先本个系统需要一个中心处理器来负责对整个系统进展掌握治理，由于微机原理与接口技术这门课上介绍了8086 芯片，所以可以承受 8086 作为本系统的中心处理器。2) 由于本次的课程设计的

3、题目是交通灯，而依据十字路口处的交通灯南北和东西方向各有红、绿、黄三种颜色的灯，因此可用 8255 来掌握6 个LED 灯的实现模拟的南北和东西方向上的交通灯。3) 而交通灯的状态转换时间要由中断方式来掌握，所以很简洁想到了可以用 8259 作为中断芯片，与 8086 芯片相连。4) 交通灯的状态转换时间可敏捷设置，于是想到了可以承受一块8253 或 8254 芯片和一个脉冲源相连，8253 对脉冲源送来的脉冲进展分频，然后将输出送到 8259 作为中断源，而 8253 承受不用的计数初值其输出脉冲的频率就不一样，因此实现了交通类状态转换时间的敏捷设置。5) 最终关于交通灯状态转换的倒计时功能

4、，可由一个七段数码管来显示倒计时，而本次课程设计的试验箱没有供给单个数码管，而是供给了一个八位一体七段数码管，所以还需一块8279 芯片来对数码管进展掌握。交通灯设计2. 所选用芯片的简要介绍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。 其各口功能可由软件选择，使用敏捷，通用性强。8255 可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255 作为主机与外设的连接芯片，必需供给与主机相连的 3 个总线接口，即数据线、地址线、掌握线接口。同时必需具有与外设连接的接口 A、B、C

5、口。由于 8255 可编程, 所以必需具有规律掌握局部，因而 8255 内部构造分为 3 个局部：与 CPU 连接局部、与外设连接局部、掌握局部。intel8253 是 NMOS 工艺制成的可编程计数器/定时器，有几种芯片型号，外形引脚及功能都是兼容的，只是工作的最高计数速率有所差异，例如82532.6MHz，8253-5(5MHz)8253 内部有三个计数器，分别称为计数器 0、计数器 1 和计数器 2，他们的机构完全一样。每个计数器的输入和输出都打算于设置在掌握存放器中的掌握字，相互之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端 GATE，

6、另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8 位的掌握存放器， 还有一个 16 位的计数初值存放器 CR、一个计数执行部件 CE 和一个输出锁存器 OL。执行部件实际上是一个 16 位的减法计数器，它的起始值就是初值存放器的值，而初始值存放器的值是通过程序设置的。输出锁存器的值是通过程序设置的。输出锁存器 OL 用来锁存计数执行部件CE 的内容，从而使 CPU 可以对此进展读操作。顺便提一下，CR、CE 和 OL 都是16 位存放器，但是也可以作 8 位存放器来用。5交通灯设计Intel 8086 拥有四个 16 位的通用存放器，也能够当作八个 8 位存放器来存取，以及四个 16 位索引存放器

7、包含了堆栈指标。资料存放器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要简单的存放器配置。它供给 64K 8 位元的输出输入或 32K16 位元，以及固定的向量中断。大局部的指令只能够存取一个内存位址，所以其中一个操作数必需是一个存放器。运算结果会储存在操作数中的一个存放器。Intel 8086 有四个 内存区段segment)存放器，可以从索引存放器来设定。区段存放器可以让 CPU 利用特别的方式存取 1 MB 内存。8086 把段地址左移 4 位然后把它加上偏移地址。大部分的人都认为这是一个很不好的设计，由于这样的结果是会让各分段有重叠。尽管这样对组合语言而言大局部被承受也甚至有用，可以完全地掌握分

8、段，使在编程中使用指针如C 编程语言 变得困难。它导致指针的高效率表示变得困难，且有可能产生两个指向同一个地方的指针拥有不同的地址。更坏的是，这种方式产生要让内存扩大到大于 1 MB 的困难。而 8086 的寻址方式转变让内存扩大较有效率。8086 处理器的时钟频率介于 4.77MHz在原先的 IBM PC 频率和 10 MHz 之间。8086 没有包含浮点指令局部 FPU，但是可以通过外接数学关心处理器来增加浮点计算力量。6交通灯设计3. 系统框图7交通灯设计三、 程序设计1. 十字路口交通灯状态转换表：红南北方向绿黄红东西方向绿黄十六进制代码0010001022H0010000121H00

9、01010014H000011000CH2. 主程序流程图：8交通灯设计3. 中断子程序流程图：4. 共阴数码管码表：数字01234编码0x3F0x060x5B0x4F0x66数字56789编码0x6D0x7D90x070x7F0x90交通灯设计58259 初始化说明MOV AL,13HMOV DX,INTPORT1OUT DX,ALMOV AL,08HMOV DX,INTPORT2OUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,0F7HOUT DX,AL；写 ICW1，需要ICW4、单片工作、边沿触发方式；写 ICW2,设置中断向量号；写 ICW4,一般全嵌套方式、承受

10、缓冲方式；写 OCW1,只开IR3 中断恳求，其余屏蔽68253 初始化说明MOVDX,TCONTROMOVAL,10110100B；承受二进制计数方式，工作方式二，十六们计数，计数器二OUTDX,ALMOVDX,TCON2MOVAL,0AHOUTDX,ALMOVAL,00HOUTDX,AL；计数初值为 10，即 1S 中断一次78255 初始化说明MOVMOVOUTAL,80H；PA、PB、PC 口都设定为输出工作方式DX,IOCONPTDX,AL10交通灯设计四、 运行状况经屡次调试后，系统运行良好，实现了要求和设想中的全部功能，如上图为实际运行时的图片。11交通灯设计五、 具体代码及注释

11、CODE SEGMENT ASSUME CS:CODEINTPORT1EQU 0020H INTPORT2EQU 0021H INTQ3EQU INTREEUP3 CONTPORTEQU 00DFH DATAPORTEQU 00DEH TCONTROEQU 004BH TCON2EQU 004AHIOCONPTEQU 0073HIOCPTEQU 0072HIOBPTEQU 0071HDATA0EQU 0580HDATA1EQU 0500HDATA2EQU 0508HDATA3EQU 0518HDATA4EQU 0520H ORG 1000HSTART:JMP Tint1Tint1:CLIMOV

12、AX,0HMOVDS,AXMOVDX,CONTPORT MOVAL,00HOUTDX,ALMOVAL,2AHOUTDX,ALMOVAL,0d0hOUTDX,ALMOVAL,90hOUTDX,ALMOVAL,80HMOVDX,IOCONPT;8259;8279;8253;82558279 初始化及工作方式的设定8255 初始化及工作方式的设定12所用芯片端口地址初始化交通灯设计13OUTMOV MOV OUT MOV MOV OUT MOV OUTDX,AL8253 初始化及工作方式的设定DX,TCONTRO AL,10110100B DX,AL DX,TCON2 AL,0AHDX,AL AL,

13、00H DX,ALCALLFORMAT CLIMOVDI,DATA0MOVCX,08HXORAX,AXREPSTOSWMOVSI,DATA3CALLLEDDISP；数码管显示初始图案“”MOVAX,0HMOVDS,AXCALLWRINTVER；调用子程序，设置中断地址向量表MOV AL,13HMOV DX,INTPORT1 OUT DX,ALMOV AL,08H8259 初始化及工作方式的设定MOV DX,INTPORT2 OUT DX,ALMOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,0F7H OUT DX,ALMOV BYTE PTR DS:0601H,03H MOV BYTE

14、PTR DS:0602H,00HSTI；开中断WATING: JMP WATING；等待中断，无限循环设置中断地址向量表子程序WRINTVER:MOV AX,0H MOVES,AX MOVDI,002CH LEAAX,INTQ3 STOSWMOVAX,CS STOSWRETINTREEUP3:；中断子程序CLIMOVAL,DS:0601H CALLCONVERSMOVSI,DATA0CALLLEDDISPCMPBYTE PTR DS:0601H,03H JNZNEXTMOVDX,IOBPT COMP:CMP BYTE PTR DS:0602H,00H JZSI0CMP BYTE PTR DS:

15、0602H,01H JZSI1CMP BYTE PTR DS:0602H,02H JZSI2CMP BYTE PTR DS:0602H,03H JZSI3SI0: MOVAL,22H推断 DS:0602H里面的值，并跟据结果来进展对应的转换ADD BYTE PTR DS:0602H,01H JMPPUTSI1: MOVAL,21HADD BYTE PTR DS:0602H,01H JMPPUTSI2: MOVAL,14HADD BYTE PTR DS:0602H,01H JMPPUTSI3: MOVAL,0CHMOV BYTE PTR DS:0602H,00H JMPPUTPUT:MOVDX,

16、IOBPTOUTDX,ALNEXT:MOVAL,20HMOVDX,INTPORT1OUTDX,ALSUB BYTE PTR DS:0601H,01H CMP BYTE PTR DS:0601H,00H JZINTRE1JMPEXCONVERS:MOVBH,0HANDAL,0FHMOVBL,ALMOVAL,CS:BX+DATA2 MOVBX,DATA0MOVDS:BX,AL RETINTRE1:MOV BYTE PTR DS:0601H,03HEX:中断完毕掌握方式 OCW2，一般中断完毕方式MOVAL,20HMOVDX,INTPORT1OUTDX,AL STIIRETLEDDISP:MOVAL

17、,90HMOVDX,CONTPORT OUTDX,ALMOV BYTE PTR DS:0600H,00 LED1:显示子程序，从左到右依次送数CMP BYTE PTR DS:0600H,07H JALED2MOVBL,DS:0600H MOVBH,0HMOVAL,CS:BX+SI MOVDX,DATAPORT OUTDX,ALADD BYTE PTR DS:0600H,01H JNZLED1LED2:RET格式化内存，将数码管将要显示的字符的编码写入内存FORMAT: MOV BX,0；MOV WORD PTR DS:BX+0500H,5050H ADD BX,2MOV WORD PTR DS

18、:BX+0500H,0079H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,0000H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,0000H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,063FH ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,4F5BHADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,6D66H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,077DH ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,6F7FH ADD BX,2MOV

19、WORD PTR DS:BX+0500H,7C77H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,5E39H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,7179H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,4040H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,4040H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,4040H ADD BX,2MOV WORD PTR DS:BX+0500H,4040H ADD BX,2RET CODE ENDS ENDSTART交通灯设计六、 心

20、得体会本学期的微机原理和接口技术及其课程设计都已经完毕。在这个过程中，我们有所付出，也有所回报，让我感受颇多。对于微机原理与接口技术这门课程而言，初学时，感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。在了解课程的特点后，我觉察，应当以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。“麻雀虽小，五脏俱全”，可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和生疏计算机的构造、特点和工作过程。微机原理与接口技术课程有很多名词、专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下根底。一个的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并

21、不是很多。比方“中断”概念，既是重点又是难点，假设不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中但凡遇到这种状况，确定不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一个重点，将使一大串概念迎刃而解。学习过程中，我觉察很多概念很相近， 为了更好地把握，将一些简洁混淆的概念集中在一起进展分析，比较它们之间的异同点。比方：微机原理中，引入了计算机由五大局部组成这一概念；从中心处理器引出微处理器的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。微处理器是微型计算机的重要组成局部，它与微型计算机、微型计算机系统是完全不同的概念。 微

22、处理器、微型计算机和微型计算机系统在微机中，17最根底的语言是汇编语言。汇编语言是一个最根底最古老的计算机语言。语言总是越根底越重要，在重大的编程工程中应用最广泛。就我的个人理解，汇编是对存放的地址以及数据单元进展最直接的修改。而在某些时候，这种方法是最有效，最牢靠的。比方，在当今的战斗中，首先就是运用这方面的学问来修改地方的系统程序。让地方的卫星偏离轨道，从而不能觉察目标。其威力可见一斑。然而，事物总有两面性，有优点自然缺点也不少。其中，最重要的一点就是，汇编语言很简单，对某个数据进展修改时，原来很简洁的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和本

23、钱。在一些讲求效率的场合，并不行取。汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、比照、参考的促进作用。学习事物总是从最简洁根底的开头。那么学习高级语言也固然应当从汇编开头。学习汇编语言实际上是培育了学习计算机语言的力量和素养。个人认为，学习汇编语言对学习其他语言很有促进作用。汇编语言在本学期微机学习中有核心地位。本学期微机原理课程内容繁多，还学习了可编程的计数/定时的 8253，可编程的外围接口芯片 8255A 等。学的都是芯片规律器件，而在名字前都标有“可编程”，其核心作用不行低估。我认为，在学习中要考虑到“学以致用”，因此，在接下来我们又安排了微机原理与接口技术的课程设 计。经过本次微机课题的设

24、计与争论，我们深入的学习了除课本以外的很多微机附件的内容，把握了很多试验室操作技能。我们在实际设计中遇到很多问题，但结合所学学问以及参考资料的帮助，不断地尝试，设计了一种能够解决实际问题的系统。同时也加深了我们对于现实生活中，实际的嵌入式操作系统的原理的理解。在实际设计过程中，我们遇到了诸多设计的问题。例仿真系统中某些芯片没有，这一问题主要是由于我们所设计的功能诸多，刚开头对于这一设计在硬件方面设计不是格外的合理，后来通过使用所用仿真软件的绘画功能，增加了一个芯片便解决了全部的按键和现实问题。在程序设计中，我们更加深入了解了 8086 的使用与本质。为了能设计成功，我们查阅了各种关于其硬件连接和软件设计的资料，同时也觉察了理论资料与实践上的区分，通过屡次尝试，成功完成了硬件和软件的设计。在这次课题设计过程中，我们合理的分工，适宜的规划进度的进展，不仅仅按时完成了预先设计的内容，而且学到了很多书本上没有的学问。在这一过程中，我们充分发挥我们的主观能动性，想象制造性， 攻克了很多之前都没有想过的难关，真的受益匪浅。这次设计不仅仅耗时耗力，而且还要成天对着电脑进展仿真且不停的调试、修改，这次课程设计对我们理论和试验都有很大的提升，我想这些对于我们今后的学习生活都有很重要的意义，这将是我们在程序设计以及大学学习过程中的贵重阅历和财宝。