接口课程设计交通灯课程设计报告

1微机原理与接口技术课程设计报告交通灯控制系统班级： 计算机 141学号： 2014012540姓名： 赵 强 指导教师： 田晶成绩： 2017 年 1 月 6 日2一、 课程设计的环境和要求要求：利用接口芯片和编程接口程序，设计出实验成果。对接口课程的复习，以及对知识点的灵活运用操作环境1. 计算机 1 台2. StarES598pcr 实验箱 1 台二、 课程设计任务设计一个交通灯的模拟控制系统。要求：十字路口交通灯的变化基本规律如下：南北路口的红灯亮 35 秒钟、东西路口的绿灯亮 30 秒钟，黄灯亮 5 秒；东西路口的红灯亮 35 秒钟、南北路口的绿灯亮 30 秒钟，黄灯亮 5 秒；红、绿、黄灯用发光二极管模拟；数码管最前面两位显示南北路口灯的剩余时间；数码管最后面两位显示东西路口灯的剩余时间；黄灯最后 5 秒闪烁。5. 自主扩展功能并实现。设计工具：1. 计算机 1 台2. StarES598pcr 实验箱 1 台三、 系统总体设计按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）30 秒，准备时间 5 秒，在准备时间里黄灯闪烁，周而复始。可利用 8255、8253、8259 等接口电路。四、 详细设计以及说明1、基本工作原理3设有一个十字路口，1 ，3 为东西方向，2,4 位南北方向。 初始化之后， 1、3路口的绿灯先亮， 2、4 路口的红灯亮， 1、3 路口方向通车。 延迟一段时间（30 秒）后， 1、3 路口的绿灯熄灭，而 1、3 路口的黄灯开始闪烁。闪烁 5 秒后，1、3 路口的红灯亮， 同时 2、4 路口的绿灯亮， 2、4 路口方向开始通车。 延迟一段时间（30 秒）后， 2、4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁 5 秒后，再切换到 1、 3 路口方向。 之后，重复上述过程2 、硬件总体设计（1）硬件电路设计各芯片主要管脚的功能如下：8255APA 口向 LED 数码管传送位码，控制相应的灯显示红绿灯时间PB 口向 LED 数码管传送段码，显示时间的位码PC 口向 LED 数码管传送段码，控制相应的红绿灯亮8253定时器 0：输入信号设为 62.5KHZ,工作在方式 3，输出为 1HZ 的脉冲，OUT0 向 8259 传送 IR0 中断。采用边沿触发，没有级联，需要设 ICW1,ICW2,ICW4,不用 ICW3。（2）原理及连接图3 、软件总体设计系统流程图如下图所示：4黄灯闪烁是在 5 秒的大中断内，含有五个小中断，每个中断向 pc 口输出值，让黄灯一闪一灭中断服务流程图如下图：东西绿，南北红30s 一到，产生中断东西黄灯闪烁，南北红东西红，南北绿东西红，南北黄灯闪烁30s 一到，产生中断5 秒一到，产生中断5秒一到，产生中断54.硬件设计介绍本系统所选用的各种芯片的引脚、功能、相应的命令字控制格式。8255 芯片引角图 8259 芯片引角图 8253 芯片引角图（1）8255A 的控制字：8255A 方式选择控制字6端口 C 按位置 1/复 0 控制(2)8259A 的操作命令字OCW1:A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0注：M7 M0 分别对应IR7IR0OCW2:A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0优先级方式控制位 决定了 OCW2 中 L2L0 位是否有效 当 SL时，SL为有效 用来指定SL0,L2L0 无效 OCW2 选定的操作作用于哪一级 IR码。（3）8253 命令字的格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M00 R SL EOI 0 0 L2 L1 L0700 计数器 0 00 计数器锁存读命令 000 方式 0 D0=0 按二进制格式计数01 计数器 1 01 只读/写低字节 001 方式 1 D0=1 按 BCD 码格式计数10 计数器 2 10 只读/写高字节 *10 方式 211 非法 11 先读/写低字节 *11 方式 3，后读/写高字节 100 方式 4101 方式 5五、测试与调试(1)、 根 据 硬 件 线 路 设 计 将 硬 件 的 线 路 连 好 。（2）、根据软件设计的程序流程图编好原程序。（3） 、将程序在 PC 机上编译通过，并将 PC 机与硬件连好，进行连接和运行调试。五、 实习问题以及解决方案问题：设计中无法令七段数码管的显示倒计时时间显示清晰，模糊，数码管灯不够亮解决方法：在显示程序中加了一段延时程序七、实习日志周二：明确设计任务，完成功能设计。周三：根据功能设计，分析设计所用的接口芯片和外设。周四：做相应芯片即外设实验，掌握其控制方法。周五：分模块设计与调试。周六：系统联调和测试验收。 八、实习总结和心得本次课程设计的总结与体会：原本这次实习想用单片机做的，因为单片机的编程简单一点，80c51 芯片集成度高，大多可以直接用，还有很多通用寄存器可以直接再编程中编写。但是我还是选择了接口课程设计，用新研 8088 机箱进行实习，一方面可以通过这次实习，在对课程进行复习，另一方面可以从这次实习中打击懒惰的另一个我，然后进行自我SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD8挑战。 微机原理与接口技术是一门很有趣的课程，任何一个计算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要涉及到整体的每一部分。讨论某一部分原理时又要涉及到其它部分的工作原理。这样一来，不仅不能在短时间内较深入理解计算机的工作原理，而且也很难孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序渐进的课堂教学过程中，我总是处于“学会了一些新知识，弄清了一些原来保留的问题，又出现了一些新问题”的循环中，直到课程结束时，才把保留的问题基本搞清楚。学习该门课程知识时，其思维方法也和其它课程不同，该课程偏重于工程思维，具体地说，在了解了微处理器各种芯片的功能和外部特性以后，剩下额是如何将它们用于实际系统中，其创造性劳动在于如何用计算机的有关技术和厂家提供的各种芯片，设计实用的电路和系统，再配上相应的应用程序，完成各种实际应用项目。这次实验并不是很难，主要的困难来自对程序的理解。功夫不负有心人，经过多个人的合作和努力，我们最后对实验的原理有了清晰的认识。虽然很多模块单元没有用到，但是就系统功能来说，我觉得我们做的还是不错的。这次课设却让我们对实验芯片有了足够的了解，让我们知道了实验芯片的用法；而且它还让我们对自己动手写程序来控制芯片的运作有了一定的基础。虽然只是一个小型的课程设计，但是通过学习和操作，我们对有关接口的知识将会有一个更广泛的认识，而且它对我们以后的学习也会有帮助的。实验中个人的力量是不及群体的力量的，我们几个人分工合作，做事的效率高了很多。虽然有时候会为了一些细节争论不休，但最后得出的总是最好的结论。而且实验也教会我们在团队中要善于与人相处，与人共事，不要一个人解决所有问题。总之，这次课程设计对于我们有很大的帮助，通过课程设计，我更加深入地理解了，微机原理课程上讲到的各种芯片的功能，以及引脚的作用，同时加深了对于主要芯片的应用的认识，同时在试验室的环境里熟悉了汇编程序的编写过程和运行过程，最后还提高了自己的动手能力。感谢老师的悉心指导。这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要体现在，这一整个系统，几乎没有参考任何书，程序由自己独立完成，与用 8255 来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。在设计一个系统，除了达到所要求的性能指标以外，成本也是很重要的一个指标。成本的高低也决定了产品的适用性。 九、软件设计9源程序清单：源程序（带注释）：.model tinycount0_add equ 0b000h ;cs5con8253_add equ 0b003hio8259_0 equ 08000h ;cs8io8259_1 equ 08001hpa_add equ 0f000h ;cs1pb_add equ 0f001hpc_add equ 0f002hcond_add equ 0f003h.dataseg7 db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,67hsouthnorth db 23hwesteast db 1ehwestten db 0westone db 0northten db 0northone db 0value db 0.stack 100.code.startupmain: call Init8253 ;8253 初始化，计数器 0 工作，1953hz 频率，设初值为1953 使产生一秒的计时mov dx,cond_addmov al,80hout dx,alcall ext0call ext1sti ;开中断10mov dx,pc_addmov al,7dhout dx,al ;输出绿红DIS: mov al,00mov ah,almov al,westeastmov bl,0ahdiv blmov westten,almov westone,ahmov al,00mov ah,almov al,southnorthmov bl,0ahdiv blmov northten,almov northone,ahmo