【正文】 合肥學院10級計算機科學與技術系合肥學院計算機科學與技術系微機原理與接口技術課程設計課程設計科目交通燈學生姓名陳昱宇學號1004014038班級10級計算機科技2班指導教師高玲玲、肖連軍2013 01 14題意分析與解決方案 題意需求分析根據(jù)以上題目所給的提示，我們對其進行解析：首先假設有一個十字路口，3為南北方向，4為東西方向，初始為四個路口的紅燈全亮，之后，3路口的綠燈亮，4路口的紅燈亮，3路口方向通車； 延時一段時間后，3路口的綠燈熄滅，而3路口的黃燈開始閃爍，閃爍若干次以后，3 路口紅燈亮， 而同時4路口的綠燈亮，4路口方向通車；延時一段時間后，4 路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍，閃爍若干次以后，再切換到3路口方向，之后重復上述過程。從題意需求分析本課程設計需要解決的問題如下：（1） 怎樣定時？是采用硬件定時還是軟件定時？（2） 怎么控制交通燈的紅、綠、黃切換？（3） 怎樣模擬出東西、南北向信號燈倒計時的的效果？（4） 怎樣更加具有使用價值，具有使用的靈活性？本課程設計的具體要求如下：（1） 通過8255A控制信號燈的輸出顯示（2） 通過8279A實現(xiàn)數(shù)碼管的倒計時顯示（3） 通過軟件延時實現(xiàn)交通燈的1S定時效果（4） 通過8279的鍵盤控制實現(xiàn)交通燈的初始時間設置本實驗需要人為操作，故需要按鍵，主要用到的硬件是8278255以及矩陣鍵盤、數(shù)碼管、LED顯示燈。我們將LED指示燈接在8255A的PA口，設置8255A的端口全為輸出。利用軟件進行定時，通過星研提供的軟件延時DELAY500MS。由于本實驗需要設置初始時間值，也就是需要設定紅綠燈的30S延時和黃燈的5S延時或其它時間。故在上電后需要通過鍵盤設置時間值。矩陣鍵盤第一行對應0 1 2 3第二行對應4 5 6 7 第三行對應8 9 A B 第四行對應C D E F一般設置時只需要前十個鍵即可。設定時規(guī)定最大值是兩位數(shù)，需要依次設定兩次，第一次是紅綠燈顯示時間，第二次是黃燈顯示時間。在本實驗中控制鍵盤及數(shù)碼管的芯片為8279。8279有三種工作方式。鍵盤工作方式、顯示工作方式和傳感器工作方式，本實驗采用第一、二種工作方式。8279需要連接2M的頻率輸入。通過其內部控制字設定其分頻系數(shù)為20。定時對鍵盤進行掃描以確定按下的鍵值。8279中的C連接端接數(shù)碼管的片選端，用于選擇數(shù)碼管的點亮位置。B連接端用于連接數(shù)碼管的段選，用于顯示數(shù)碼管的顯示數(shù)值。片內總線與CPU連接，用于接收命令字以及數(shù)據(jù)。8255在此次設計中的作用是，并行輸出CPU傳來的數(shù)據(jù)，用于點亮LED指示燈。指示燈從左至右對應東西向: 綠 黃 紅 空 南北向:綠 黃 紅 空。按照程序中設定的顯示值，顯示紅綠燈的跳變及點亮效果顯示?？v觀整個實驗過程。用的主要芯片及器件為：827825LED燈、數(shù)碼管、矩陣鍵盤。8279控制鍵盤及數(shù)碼管，用于設置倒計時時間以及時間顯示。8255控制LED燈，模擬紅綠黃燈的變換過程。再通過軟件定時，實現(xiàn)交通燈的模擬過程。8255A是一個可編程芯片，我們可以通過程序對8255A芯片進行編程來實現(xiàn)本次課程設計所要求實現(xiàn)的所有功能。在本次實驗中我們需要在程序中實現(xiàn)對LED指示燈的亮滅控制。初始時將8255A口設置工作在方式0作為輸出口，通過對端口A的按位置1/復0來控制PA口對應腳的輸出電平的高低。8279的初始化需要對可編程時鐘設置命令字、數(shù)碼管顯示及鍵盤掃描方式設置命令字。由于8279內部所需的頻率為100KHZ，而當外部輸入的固定頻率為2MHZ時，需將命令字設為20，才可分頻出100KHZ的內部頻率。故設置的命令字為34H。對于數(shù)碼管顯示的命令字設置，將其設定為8*8字符顯示,左邊輸入,外部譯碼鍵掃描方式。則所需的命令字為00H。另外在向8279內部RAM寫入數(shù)據(jù)之前，需要先將其清空，即向8279寫入0DEH將其內部RAM全部置為0FFH。接著還需要有一個測試指令，測試其內部RAM是否初始化完畢。若以上初始化都完成了，則8279的初始化則全部完成。8255及8279芯片初始化之后，即可以對其寫入數(shù)據(jù)操作。對于8255只需要把8位數(shù)據(jù)送到8255中即可。1對應LED燈的熄滅，0對應其點亮。8279的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示之前，先要將數(shù)轉換為數(shù)碼管顯示的鍵值碼。點亮數(shù)碼管的某一段即要使其對應段置1即可。再利用星研提供的軟件定時軟中斷，軟件定時500MS。通過以上軟件設置即可使LED及數(shù)碼管、鍵盤得到想要的結果。 25 硬件設計各芯片主要管腳的功能如下：8255APC0:和8253的OUT0端相與后得到黃燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC1:表示綠燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC2:表示紅燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC3:和8253GATE1端相連，為時器1的門控型號PC4: 和8253GATE2端相連，為時器2的門控型號PA0~PA7,PB0~PB7:可接兩個8段LED顯示器，用于顯示當前等亮時間8253：定時器0：輸入信號設為10KHZ,工作在方式3，輸出為1HZ方波OUT0和PC0相與得到黃燈信號。定時器1：輸入信號為OUT0，工作站方式2，計數(shù)初值為30，實現(xiàn)延遲30S后產生中斷。控制字為：01010100定時器2：輸入信號為OUT0，工作站方式2，計數(shù)初值為3，實現(xiàn)延遲3S后產生中斷?？刂谱譃椋?00101008259：采用邊沿觸發(fā)，沒有級聯(lián)，需要設ICW1,ICW2,ICW4,不用ICW3。硬件說明：8279是該程序實現(xiàn)的重要的芯片，通過數(shù)碼管模擬倒計時，鍵盤模擬倒計時的時間設置，8255PA口接Led指示燈指示交通燈的變換過程。依據(jù)8279的倒計時變化，8255控制的led指示燈進行相應的變化。 硬件的選擇與介紹、功能、相應的命令字控制格式。 圖22 8255芯片引角圖 圖23 8279芯片引角圖通過本次課程設計，加強了自己的動手實踐能力，操作能力及解決問題的能力。并且通過查閱相關資料，學習書本及課堂中老師不曾介紹過的知識．同時也學會了在動手實踐的過程中，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，在最短的時間內尋找問題的解決方案。更重要的是通過本次的課程設計，我學到了關于微機原理課程的更多相關內容，了解了DS18B20芯片的作用、內部結構、引腳的功能、工作方式、技術參數(shù)、如何實現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉換。更加深入認識了8255A和8279的內部構造、控制字、方式字的設置以及通過8255A和8279控制輸出量。在這個過程中，我也曾經因為實踐經驗的缺乏失落過。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。雖然這只是一次的簡單的課程設計，可是平心而論，也耗費了我們不少的心血！通過這次課程設計，我想說：為完成這次課程設計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和同學門這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的實習，我感覺我和同學們之間的距離更加近了。這個工程確實很累，但當我們設計成功的時候，當我們連好線，按下按鈕，LED亮了起來，喇叭響起來了，那是我一生以來聽到的最好聽的聲音，我們的心中就不免興奮，不免激動。以前種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！總的來說，雖然課程設計的時間有限，但在這有限的時間里，不僅完成了作業(yè)，提交了結果，也豐富了這門硬件課程的更多知識，更深入地了解了這門專業(yè)課的精髓，充分認識理論知識對應用技術的指導性作用，進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。通過這次設計實踐能夠進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學習的認識和理解，使自己的設計水平和對所學的知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！1）8255A的作用利用8255A將界限值和溫度值通過LED顯示出來，同時8255A的PC0與DS18B20相連，向其發(fā)出溫度檢測命令及接受溫度數(shù)據(jù)，PC5和蜂鳴器及發(fā)光二極管相連，用于聲光報警。 2）8255A的功能分析8255A是可編程并行接口，內部有3個相互獨立的8位數(shù)據(jù)端口，即A口、Ｂ口和Ｃ口。三個端口都可以作為輸入端口或輸出端口。Ａ口有三種工作方式：即方式０、方式１和方式２，而Ｂ口只能工作在方式０或方式１下，而Ｃ口通常作為聯(lián)絡信號使用。8255A的工作只有當片選CS效時才能進行。而控制邏輯端口實現(xiàn)對其他端口的控制。3）8255A的方式控制字 圖22a 8255A的方式控制字表圖22b 8255A的方式控制字表① 方式0的工作特點：是這種方式通常不用聯(lián)絡信號，不使用中斷，三個通道中的每一個都有可以由程序選定作為輸入或輸出。② 通道的功能為：兩個8位通道：通道A和B。兩個四位通道：通道C高4位和低四位，任何一個通道可以作輸入/輸出，輸入是不鎖存的，輸出是鎖存的，在方式0時各個通道的輸入/輸出可有16種不同的組合。8255A的置位/控制字表：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00XXX寫入位編碼寫入內容寫入位 編碼 0寫入0 D0D7 000111 1寫入11）8279的作用在本設計中用8279芯片控制鍵盤輸入和LED顯示。2）8279的功能分析8279A芯片是一種通用的可編程序的鍵盤/顯示接口器件，單個芯片就能完成鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能?？膳c任何8位機接口。8279A芯片包括鍵盤輸入和顯示輸出兩個部分。若采用8279作為鍵盤/顯示器接口，則可以實現(xiàn)對鍵盤、顯示器自動掃描，8279主要是管理鍵盤輸入和顯示器輸出的。8279可編程鍵盤顯示器接口芯片具有動態(tài)顯示驅動電路簡單、不占用CPU 的時間、可自動進行鍵盤掃描、與計算機接口方便、編程容易、系統(tǒng)靈活等特點．當今已成為設計計算機應用系統(tǒng)，特別是實時性較高的測控系統(tǒng)的首選器件之一。圖22c 8279的內部框圖圖中，IRQ：中斷請求輸出線，DB0~DB7：雙向數(shù)據(jù)總路線（傳送命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)），、：讀寫控制輸入端，RESET：復位輸入端，CL