【正文】 合肥學(xué)院10級計算機科學(xué)與技術(shù)系合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計課程設(shè)計科目交通燈學(xué)生姓名陳昱宇學(xué)號1004014038班級10級計算機科技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，我們對其進行解析：首先假設(shè)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(fù)上述過程。從題意需求分析本課程設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置初始時間值，也就是需要設(shè)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(shè)置時間值。矩陣鍵盤第一行對應(yīng)0 1 2 3第二行對應(yīng)4 5 6 7 第三行對應(yīng)8 9 A B 第四行對應(yīng)C D E F一般設(shè)置時只需要前十個鍵即可。設(shè)定時規(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(nèi)部控制字設(shè)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(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(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亮效果顯示。縱觀整個實驗過程。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(shè)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?qū)?255A芯片進行編程來實現(xiàn)本次課程設(shè)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(shè)置工作在方式0作為輸出口，通過對端口A的按位置1/復(fù)0來控制PA口對應(yīng)腳的輸出電平的高低。8279的初始化需要對可編程時鐘設(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，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。接著還需要有一個測試指令，測試其內(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(yīng)LED燈的熄滅，0對應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(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(dāng)前等亮?xí)r間8253：定時器0：輸入信號設(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。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(chǎn)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(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?00101008259：采用邊沿觸發(fā)，沒有級聯(lián)，需要設(shè)ICW1,ICW2,ICW4,不用ICW3。硬件說明：8279是該程序?qū)崿F(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(shè)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(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芯片引角圖通過本次課程設(shè)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(guān)資料，學(xué)習(xí)書本及課堂中老師不曾介紹過的知識．同時也學(xué)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(nèi)尋找問題的解決方案。更重要的是通過本次的課程設(shè)計，我學(xué)到了關(guān)于微機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)、如何實現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。更加深入認識了8255A和8279的內(nèi)部構(gòu)造、控制字、方式字的設(shè)置以及通過8255A和8279控制輸出量。在這個過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。雖然這只是一次的簡單的課程設(shè)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(shè)計，我想說：為完成這次課程設(shè)計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和同學(xué)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(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的實習(xí)，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個工程確實很累，但當(dāng)我們設(shè)計成功的時候，當(dāng)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(shè)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(jié)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(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，進一步加強理論知識與應(yīng)用相結(jié)合的實踐和鍛煉。通過這次設(shè)計實踐能夠進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學(xué)習(xí)的認識和理解，使自己的設(shè)計水平和對所學(xué)的知識的應(yīng)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(xué)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(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)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(nèi)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(luò)信號使用。8255A的工作只有當(dāng)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(luò)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(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(qū)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(dāng)今已成為設(shè)計計算機應(yīng)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(nèi)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(fù)位輸入端，CL