【正文】 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目 十字路口交通燈設(shè)計(jì) 系 別 年 級(jí) 09 專業(yè) 班 級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 講 師 設(shè)計(jì)時(shí)間 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 目 錄 第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................ 1 題目要求 ............................................................................................................................ 1 方案論證 ........................................................................................................................... 1 實(shí)施方案 ............................................................................................................................ 3 原理及說明 ....................................................................................................................... 3 第二章 硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................ 4 硬件結(jié)構(gòu) ............................................................................................................................ 4 硬件單元電路及相關(guān)說明 ............................................................................................... 5 8086 的功能引腳圖 ................................................................................................. 5 可編程并行通信接口芯 片 8255A .......................................................................... 6 第三章 軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................. 9 設(shè)計(jì) 流程圖 ....................................................................................................................... 9 交通燈波形圖 ................................................................................................................. 10 模塊分析（流程圖與部分核心代碼及相關(guān)說明） ...................................................... 10 8255A 工作方式初始化及讀取 B 端口的數(shù)據(jù) ................................................... 10 南北方向紅綠燈工作情況 ................................................................................... 11 東西方向紅綠燈工作情況 ................................................................................... 11 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 ...........................................................................................13 調(diào)試手段 .......................................................................................................................... 13 調(diào)試過程中的問題 ......................................................................................................... 13 解決辦法 .......................................................................................................................... 14 第五章 總 結(jié) ..................................................................................................15 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................16 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 1 第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目要求 （ PS 下面有些看不清楚地，你只要用 word2020 打開就可以看到了，） 一、任務(wù)： 掌握通過 8255A 并行口傳輸數(shù)據(jù)的方法，以控制發(fā)光二級(jí)管的亮與滅。 二、要求 ： 用 8255 做輸出口，控制十二個(gè)發(fā)光管亮滅，模擬交通燈管理。 方案論證 方案一： ，每個(gè)方向都有紅，黃，綠三色交通信號(hào)燈，要求信號(hào)燈按下列規(guī)則變化： （ 1）首先使某一方向綠燈 亮，另一方向紅燈亮。當(dāng)出現(xiàn)下述情況之一時(shí)，開始變燈：其一是紅燈已亮 30S；其二是紅燈路口停留的車輛已達(dá)五輛。 （ 2）變燈應(yīng)遵循的規(guī)律：首先使綠燈閃爍 5S（注： ， ，重復(fù) 5次），接著綠燈滅，黃燈亮 5S后，使得黃燈滅，紅燈亮，緊接著使另一方向的紅燈變?yōu)榫G燈。在一個(gè)方向由綠燈變紅燈的過程中，另一方向的紅燈保持不變。 圖 118255A和 8253工作流程圖 ，編寫控制程序。 提示：用 8253來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)和檢測(cè)車輛。用 8255A某一斷口的 6根線控制交通燈。對(duì)于檢測(cè)車輛，假設(shè)另有傳感器電路進(jìn)行配合，此傳感器電路每當(dāng)有一輛車時(shí)，會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)。 初始化 8255 的工作方式 東西方向紅綠燈工作 南北方向紅綠燈工作 初始化 8253 的工作方式 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 2 圖 12交通燈硬件控制框圖 方案二： （ 1） 通過 8255A 控制發(fā)光二極管， PB4PB7 對(duì)應(yīng)黃燈， PC0PC3 對(duì)應(yīng)紅燈， PC4PC7對(duì)應(yīng)綠燈，以模擬交通路燈的管理。 （ 2） 要完成本實(shí)驗(yàn)，必須先了解交通路燈的亮滅規(guī)律，設(shè)有一個(gè)十字路口 3 路口為南北方向 4 為東西方向，初始狀態(tài)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 路口的方向通車，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。 （ 3） 程序中設(shè)定好 8255A 的工作模式及三個(gè)端口均工作在方式 0，并處于輸出狀態(tài)。 （ 4） 各發(fā)光二級(jí)管共陽(yáng)極，使其點(diǎn)亮應(yīng)使 8255A 相應(yīng)端口的位清 0. 圖 13 紅綠燈工作流程圖 初始化 8255 的工作方式 東西方向紅綠燈工作 南北方向紅綠燈工作 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 3 實(shí)施方案 經(jīng)小組討論后決定采用第二個(gè) 方案， 因?yàn)樵O(shè)計(jì)出來(lái)的程序是產(chǎn)品，是要出售，面向用戶的，用戶一般所需求的東西是物美價(jià)廉的，因此，方便，簡(jiǎn)單，低價(jià)格是設(shè)計(jì)所需要考慮的。方案二比方案一少用一個(gè) 8253 芯片，而且代碼也相差不大，符合上述考慮，因此決定使用方案二。 原理及說明 在本次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，本次設(shè)計(jì)采用的是軟件定時(shí)（即通過匯編指令）實(shí)現(xiàn)的。而燈的亮與滅以及閃爍是用 8255 的 B 口和 C 口控制的，工作方式 0， B 口和 C 口均為輸出。 并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)的單位與 I/O 設(shè)備或控制對(duì)象之間傳遞信息。 CPU 和接口之間的數(shù)據(jù)傳送是并行的，即可以同時(shí)傳 遞 8 位、 16 位、 32 位等。 8255 可編程外圍接口芯片是 Intel 公司生產(chǎn)的通用并行 I/O 接口芯片，它具有 A、 B、 C 三個(gè)并行接口，用 +5 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式 0—— 基本輸入 /輸出方式。方式 1—— 選通輸入/輸出方式。方式 2—— 雙向選通工作方式。 由于實(shí)驗(yàn)中所用到的發(fā)光二級(jí)管是共陽(yáng)極的 ,如圖 21 所示 ,所以在為 8255 的 B 口和 C 口寫數(shù)據(jù)時(shí) ,對(duì)應(yīng)的每一位有 :0 代表燈亮 ,1 代表燈滅 。 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 4 第二章 硬件設(shè)計(jì) 硬件結(jié)構(gòu) 交通燈在每天的變化規(guī)律 并不相同，此課程設(shè)為了簡(jiǎn)化，只考慮了交通燈正常時(shí)的變化規(guī)律，即有如下規(guī)律變化：程序一開始，四個(gè)方向的燈全為紅燈，接著變?yōu)辄S燈閃爍，然后東西方向?yàn)榧t燈，南北方向?yàn)榫G燈但不顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)間結(jié)束后，交通燈變成黃燈，閃爍幾次后，東西方向變成綠燈，南北變成紅燈，再變成黃燈，如此按交通燈的變化規(guī)則交替變化，采用的是為各個(gè)燈設(shè)置固定的亮持續(xù)時(shí)間。 將 8255A 的 RE 和 WR 非信號(hào)端分別與 8086 的兩個(gè)端口相對(duì)應(yīng)連接起來(lái)， 8255A 的數(shù)據(jù)線和 8086 的數(shù)據(jù)端口相連接， RE 和 WR 非信號(hào)都是 8086 發(fā)出的控制信號(hào)，當(dāng)進(jìn)行 讀數(shù)據(jù)時(shí)，從 8255A傳送到 8086，如果為寫信號(hào)時(shí)，由 8086寫向 8255A。 PC端口的低四位（ PC0PC3）分別設(shè)置為 1,2,3,4 路口的紅燈； PC 端口高四位（ PC4PC7）分別設(shè)置為 1,2,3,4 路口的綠燈； PB 端口的高四位（ PC4PC7），分別 置為 1,2,3,4 路口的黃燈。 圖 21 實(shí)驗(yàn)原理 硬件結(jié)構(gòu)圖 常熟理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 5 硬件單元電路及相關(guān)說明 8086 的功能引腳圖 圖 22 8086 引腳圖 通用引腳 ： 1. GND(地 )和 Vcc 電源。 Vcc 引腳接 +5V 電源， GND 引腳接地。 2. AD15~AD0(Address Data Bus)地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用引腳，雙向、三態(tài)。 3. A19/S6~A16/S3(Address/Status)地址 /狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出、三態(tài)。 4. BHE/S7(Bus High Enable/Status)高 8 位數(shù)據(jù)線允許 /狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出、三態(tài)。 5． NMI(NonMaskable Interrupt)非屏蔽中斷請(qǐng)求引腳，輸入，不受 IF 影響。 6． INTR(Interrupt Request)可屏蔽中斷請(qǐng)求引腳，輸入、高電平有效。 7． RD(Read)讀信號(hào)，輸出、三態(tài)、低電平有效。 8． CLK(Clock)時(shí)鐘輸入引腳。 9． RESET(Reset)復(fù)位引腳，輸入、高電平有效。至少需要 4 個(gè)時(shí)鐘周期的高電平。 10． READY(Ready)準(zhǔn)備好引腳，輸入、高電平有