【正文】 合肥學(xué)院10級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)科目交通燈學(xué)生姓名陳昱宇學(xué)號(hào)1004014038班級(jí)10級(jí)計(jì)算機(jī)科技2班指導(dǎo)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(duì)其進(jìn)行解析：首先假設(shè)有一個(gè)十字路口，3為南北方向，4為東西方向，初始為四個(gè)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(shí)一段時(shí)間后，3路口的綠燈熄滅，而3路口的黃燈開(kāi)始閃爍，閃爍若干次以后，3 路口紅燈亮， 而同時(shí)4路口的綠燈亮，4路口方向通車；延時(shí)一段時(shí)間后，4 路口的綠燈熄滅，而黃燈開(kāi)始閃爍，閃爍若干次以后，再切換到3路口方向，之后重復(fù)上述過(guò)程。從題意需求分析本課程設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題如下：（1） 怎樣定時(shí)？是采用硬件定時(shí)還是軟件定時(shí)？（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(hào)燈倒計(jì)時(shí)的的效果？（4） 怎樣更加具有使用價(jià)值，具有使用的靈活性？本課程設(shè)計(jì)的具體要求如下：（1） 通過(guò)8255A控制信號(hào)燈的輸出顯示（2） 通過(guò)8279A實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)顯示（3） 通過(guò)軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)交通燈的1S定時(shí)效果（4） 通過(guò)8279的鍵盤控制實(shí)現(xiàn)交通燈的初始時(shí)間設(shè)置本實(shí)驗(yàn)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(shè)置8255A的端口全為輸出。利用軟件進(jìn)行定時(shí)，通過(guò)星研提供的軟件延時(shí)DELAY500MS。由于本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置初始時(shí)間值，也就是需要設(shè)定紅綠燈的30S延時(shí)和黃燈的5S延時(shí)或其它時(shí)間。故在上電后需要通過(guò)鍵盤設(shè)置時(shí)間值。矩陣鍵盤第一行對(duì)應(yīng)0 1 2 3第二行對(duì)應(yīng)4 5 6 7 第三行對(duì)應(yīng)8 9 A B 第四行對(duì)應(yīng)C D E F一般設(shè)置時(shí)只需要前十個(gè)鍵即可。設(shè)定時(shí)規(guī)定最大值是兩位數(shù)，需要依次設(shè)定兩次，第一次是紅綠燈顯示時(shí)間，第二次是黃燈顯示時(shí)間。在本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)采用第一、二種工作方式。8279需要連接2M的頻率輸入。通過(guò)其內(nèi)部控制字設(shè)定其分頻系數(shù)為20。定時(shí)對(duì)鍵盤進(jìn)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(diǎn)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(nèi)總線與CPU連接，用于接收命令字以及數(shù)據(jù)。8255在此次設(shè)計(jì)中的作用是，并行輸出CPU傳來(lái)的數(shù)據(jù)，用于點(diǎn)亮LED指示燈。指示燈從左至右對(duì)應(yīng)東西向: 綠 黃 紅 空 南北向:綠 黃 紅 空。按照程序中設(shè)定的顯示值，顯示紅綠燈的跳變及點(diǎn)亮效果顯示。縱觀整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間以及時(shí)間顯示。8255控制LED燈，模擬紅綠黃燈的變換過(guò)程。再通過(guò)軟件定時(shí)，實(shí)現(xiàn)交通燈的模擬過(guò)程。8255A是一個(gè)可編程芯片，我們可以通過(guò)程序?qū)?255A芯片進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)所要求實(shí)現(xiàn)的所有功能。在本次實(shí)驗(yàn)中我們需要在程序中實(shí)現(xiàn)對(duì)LED指示燈的亮滅控制。初始時(shí)將8255A口設(shè)置工作在方式0作為輸出口，通過(guò)對(duì)端口A的按位置1/復(fù)0來(lái)控制PA口對(duì)應(yīng)腳的輸出電平的高低。8279的初始化需要對(duì)可編程時(shí)鐘設(shè)置命令字、數(shù)碼管顯示及鍵盤掃描方式設(shè)置命令字。由于8279內(nèi)部所需的頻率為100KHZ，而當(dāng)外部輸入的固定頻率為2MHZ時(shí)，需將命令字設(shè)為20，才可分頻出100KHZ的內(nèi)部頻率。故設(shè)置的命令字為34H。對(duì)于數(shù)碼管顯示的命令字設(shè)置，將其設(shè)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(nèi)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(nèi)部RAM全部置為0FFH。接著還需要有一個(gè)測(cè)試指令，測(cè)試其內(nèi)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(duì)其寫入數(shù)據(jù)操作。對(duì)于8255只需要把8位數(shù)據(jù)送到8255中即可。1對(duì)應(yīng)LED燈的熄滅，0對(duì)應(yīng)其點(diǎn)亮。8279的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示之前，先要將數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管顯示的鍵值碼。點(diǎn)亮數(shù)碼管的某一段即要使其對(duì)應(yīng)段置1即可。再利用星研提供的軟件定時(shí)軟中斷，軟件定時(shí)500MS。通過(guò)以上軟件設(shè)置即可使LED及數(shù)碼管、鍵盤得到想要的結(jié)果。 25 硬件設(shè)計(jì)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(hào)，其中1表示亮，0表示暗PC1:表示綠燈信號(hào)，其中1表示亮，0表示暗PC2:表示紅燈信號(hào)，其中1表示亮，0表示暗PC3:和8253GATE1端相連，為時(shí)器1的門控型號(hào)PC4: 和8253GATE2端相連，為時(shí)器2的門控型號(hào)PA0~PA7,PB0~PB7:可接兩個(gè)8段LED顯示器，用于顯示當(dāng)前等亮?xí)r間8253：定時(shí)器0：輸入信號(hào)設(shè)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(hào)。定時(shí)器1：輸入信號(hào)為OUT0，工作站方式2，計(jì)數(shù)初值為30，實(shí)現(xiàn)延遲30S后產(chǎn)生中斷。控制字為：01010100定時(shí)器2：輸入信號(hào)為OUT0，工作站方式2，計(jì)數(shù)初值為3，實(shí)現(xiàn)延遲3S后產(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?00101008259：采用邊沿觸發(fā)，沒(méi)有級(jí)聯(lián)，需要設(shè)ICW1,ICW2,ICW4,不用ICW3。硬件說(shuō)明：8279是該程序?qū)崿F(xiàn)的重要的芯片，通過(guò)數(shù)碼管模擬倒計(jì)時(shí)，鍵盤模擬倒計(jì)時(shí)的時(shí)間設(shè)置，8255PA口接Led指示燈指示交通燈的變換過(guò)程。依據(jù)8279的倒計(jì)時(shí)變化，8255控制的led指示燈進(jìn)行相應(yīng)的變化。 硬件的選擇與介紹、功能、相應(yīng)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(guò)本次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，操作能力及解決問(wèn)題的能力。并且通過(guò)查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)書本及課堂中老師不曾介紹過(guò)的知識(shí)．同時(shí)也學(xué)會(huì)了在動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，在最短的時(shí)間內(nèi)尋找問(wèn)題的解決方案。更重要的是通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了關(guān)于微機(jī)原理課程的更多相關(guān)內(nèi)容，了解了DS18B20芯片的作用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳的功能、工作方式、技術(shù)參數(shù)、如何實(shí)現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。更加深入認(rèn)識(shí)了8255A和8279的內(nèi)部構(gòu)造、控制字、方式字的設(shè)置以及通過(guò)8255A和8279控制輸出量。在這個(gè)過(guò)程中，我也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過(guò)。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。雖然這只是一次的簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，可是平心而論，也耗費(fèi)了我們不少的心血！通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我想說(shuō)：為完成這次課程設(shè)計(jì)我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂(lè)，和同學(xué)門這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來(lái)天的實(shí)習(xí)，我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個(gè)工程確實(shí)很累，但當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)成功的時(shí)候，當(dāng)我們連好線，按下按鈕，LED亮了起來(lái)，喇叭響起來(lái)了，那是我一生以來(lái)聽(tīng)到的最好聽(tīng)的聲音，我們的心中就不免興奮，不免激動(dòng)。以前種種艱辛這時(shí)就變成了最甜美的回憶！總的來(lái)說(shuō)，雖然課程設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，但在這有限的時(shí)間里，不僅完成了作業(yè)，提交了結(jié)果，也豐富了這門硬件課程的更多知識(shí)，更深入地了解了這門專業(yè)課的精髓，充分認(rèn)識(shí)理論知識(shí)對(duì)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識(shí)與應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)踐和鍛煉。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐能夠進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)知識(shí)和理論知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和理解，使自己的設(shè)計(jì)水平和對(duì)所學(xué)的知識(shí)的應(yīng)用能力以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力得到全面提高。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無(wú)止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)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(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)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(guò)LED顯示出來(lái)，同時(shí)8255A的PC0與DS18B20相連，向其發(fā)出溫度檢測(cè)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(bào)警。 2）8255A的功能分析8255A是可編程并行接口，內(nèi)部有3個(gè)相互獨(dú)立的8位數(shù)據(jù)端口，即A口、Ｂ口和Ｃ口。三個(gè)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(luò)信號(hào)使用。8255A的工作只有當(dāng)片選CS效時(shí)才能進(jìn)行。而控制邏輯端口實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)：是這種方式通常不用聯(lián)絡(luò)信號(hào)，不使用中斷，三個(gè)通道中的每一個(gè)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(gè)8位通道：通道A和B。兩個(gè)四位通道：通道C高4位和低四位，任何一個(gè)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(shí)各個(gè)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(nèi)容寫入位 編碼 0寫入0 D0D7 000111 1寫入11）8279的作用在本設(shè)計(jì)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(gè)芯片就能完成鍵盤輸入和LED顯示控制兩種功能。可與任何8位機(jī)接口。8279A芯片包括鍵盤輸入和顯示輸出兩個(gè)部分。若采用8279作為鍵盤/顯示器接口，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤、顯示器自動(dòng)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(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、不占用CPU 的時(shí)間、可自動(dòng)進(jìn)行鍵盤掃描、與計(jì)算機(jī)接口方便、編程容易、系統(tǒng)靈活等特點(diǎn)．當(dāng)今已成為設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，特別是實(shí)時(shí)性較高的測(cè)控系統(tǒng)的首選器件之一。圖22c 8279的內(nèi)部框圖圖中，IRQ：中斷請(qǐng)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(fù)位輸入端，CL