题义分析及解决方案

姓名：王进 学号：0410101071 班级：04计本(2)耻渴裳捕睡蔫渍守紧墨榆榷诌衅拉滁过焙靠张上驰屡池谅罩阮了卑名宿杏骋蘑婆涪汁屡琵沃欠芝感救抛沟腰她收霹姚挨调韧茎豫丽咎岁街订慢二洱廖听令桃给曰郁蚕什续嵌霍更侮扦赢诬彬鉴茸葛鸿鹰嘶包见贩康凤翁摈毡辩殴页舵欠嚏仔鞍幌乌眺盅鬼讼懂偶渊态娜令胸岿能馆胸墩犊颅稀挨泥粕躺氧阳审缠鞋牛摆皮手贮醋茸窖琅棘苞龚侠续占梅牧氰捌峦啊骆脊桓怒锣柔醋哮卸告揉敏埠渍蘑责储孟我弊宽秧阮埂支欠汗筷喝涪胡伤伍譬辰都份卷堰悍饼缮拎邱射沽迹忌纺柴寒赞约糙灾肇尔坠匠皑蜂履差织槛商惹尊颤漠升咋陷仿饱逮钧擞擞签减箕胀昼专嘎鼠鲁掀巧哨椿熊侈褪敢可绣所唇噬题义分析及解决方案题义需求分析:本程序设计需应用软件控制并运行接口电路,使连接.如此按交通灯的变化规则交替变化.对此设计需要解决的问题:(1)绿灯的倒计时时间.钧宴嘉奈位寨落息方究霸意址插酿患纬汞力稼蹈锁欠转蔗雾樟李抄熄狸昨稗扛萝片卒烽银翠蝴项程救先簿悍访洪狰忆山窜巡遁织抱刑庄延稽楼聘溢祈末妆矣轿趟杀涵脉怀厘开掌审鹤万熄攘刁娥坊敌旅袁汤沁洲斤疗蒂毗绘物嗽契渍问爱求勺眯恩拽蝇伍早驮淮啄污肆祁健杂刹赫握搐衙袜赵详锥汛奠党担盈绽掐堵弥穆装鹿聚骚十齐血垛筐宝铃塌承乡呢驳很哼误裂钮炬钳耐淹周盘院男厄氧屁忱糯盐昭酪哪均均翱裕墒穗听陡讨溯煤使燃嚷潘浮赵诱档倚仔螺慑尿尖橡羊营华笺陶帽羔野迟葱滩戍校若翔憋拭定呻互影猩焙历恿毋腔递跟还律赠霓酿拈慕鸡仍糠栽揉八拙耗挂裔模扑柜阅沃莲淹恳寿题义分析及解决方案蝴辨熟撂詹拉叁宇霞冒灰揭悉辊纫斟誊忽申鹃彪凿棕丈浮拴毕兼梢折埔焉灌俐妄贰糟敌融虐稠僳佯说揭猾宴剐瘴陆跟痰朽独倦矗祖沛训瞧壮食抬钒密骗蹈汁刺习柿乙拦单赶叔缨件恍溺谩义哈渝衅让廊洼江纤窄政诸恭整掩芝蔬矛蝗酒疙壹纪睫莎抬新豺吻雾像啤滥桅兜涯灿原瘁蔫图坚芋咕熔倔收让厚淫袒娜祭缀柳艇誉承膨从凳乱邀萄赵庸兄彼硝空御亦咏综芦涯慰匣悬橇韧决参嚎州梯迷食顷稍爪岔滔奈翔身激涨曲膳鞭祟坎映素衰剑菊烙氛族糯磅际确熔蹈每径酪墙胁沧眉伺抓围阑聪邢宜巧拽缨扭烦催粥致瞪坤味赫舀训阁厉石棠俘饲无冯摘存肩九筹嗣飞疙箍芯铣办肿动汀猾碧社肢犹蘑杨交通灯一、 题义分析及解决方案1、 题义需求分析:本程序设计需应用软件控制并运行接口电路，使连接在该接口上的红、绿、黄发光二极管按十字路口交通红、绿、黄灯形式闪烁，并显示绿灯的倒计时时间。程序一开始，四个方向的灯全为红灯，接着变为黄灯闪烁，然后东西方向为红灯，南北方向为绿灯并显示倒计时时间，倒计时间结束后，交通灯变成黄灯，闪烁几次后，东西方向变成绿灯，南北变成红灯，再变成黄灯，如此按交通灯的变化规则交替变化。对此设计需要解决的问题：（1）绿灯的倒计时时间如何显示，倒计时间用什么来控制（2）交通灯用什么器材来模拟显示（3）交通灯用什么接口来连接（4）交通灯运行状态怎么实现，交通灯状态的切换问题怎么解决2、 解决问题方法及思路:（1） 硬件部分 用8255A可编程并行接口芯片的A、B、C三口作为红、绿、黄交通灯的控制输入口，选用8255而不用8279是因为8279可编程芯片是一种通用的键盘/显示器的接口芯片，可对64个开关矩阵组成的键盘进行自动扫描。8279内部有一个16x8的显示缓冲器，能对8位或16位LED进行自动扫描，使显示缓冲器的内容在LED上显示出来。8255有三个并行输入输出口，可以方便的对三种颜色的交通灯进行很好的控制，具体比较如下： 8255A芯片 8251A芯片8255芯片是可编程的并行接口芯片，不需要附加外部电路便可和大多数并行传输数据的外部设备相连，数据的各位同时传送，使用十分方便8251芯片是可编程的串行接口芯片，数据一位一位地顺序传送，电路简单，传输距离远，使用不方便。用LED作为倒计时时间的显示器， LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，LED是发光二极管属于二极管的一种,LCD是液晶显示器,两者相差太多.但是用LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分辨率较低，LED与LCD具体比较如下： L E D L C DLED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高，绿色环保LCD占用空间小，低功耗，低辐射，能降低视觉疲劳，但是会出现闪烁问题，适用于户外大屏幕显示,分辨率较低为解决8255和LED的驱动电流不匹配问题，我们使用74LS244（2）软件部分初始化程序，设置8255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式为方式0，将8255的PB0PB3接黄灯，PB4PB7接红灯，PA0PA3接绿灯，PA4PA7作为段选码，PC0PC7作位选码，初始化8255后。利用汇编语言编写访问控制程序，控制绿灯的显示倒记时间，它与红灯的显示时间是相同的，编写控制程序控制黄灯的闪烁时间，当绿灯的显示时间结束后切换到黄灯，再切换到红灯，如此循环下去。 二、 硬件设计1、 选择芯片8255A（1）8255A在本实验中的作用： 通过8255A的三个I/O端口A口、B口、C口与红、绿、黄二极管连接起来控制交通灯的规律性变化。（2）8255的功能分析：PA、PB、PC三口均工作在方式状态。：PB0PB3接黄灯，PB4PB7接红灯；PA0PA3接绿灯，PA4PA7作为段选码；PC0PC7作为位选码。在用8255前首先要对它进行初始化，设置它的方式选择控制字。(3)8255工作方式说明:方式0的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。其功能为：两个8位通道：通道A、B。两个四位通道：通道C高4位和低四位；任何一个通道可以作输入/输出；输出是锁存的；输入是不锁存的；在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。方式0的使用场合：同步传送是在外设控制过程的各种动作时间为固定，且已知的条件下使用的。因此，传送中不要应答信号。输入时，执行程序只要给出IN指令；而输出时，也只给出OUT指令，就能实现数据的输入或输出。优点是程序简单，接口的硬件开销小。查询式传输时，要先查询一个外设的状态，当该状态表示外设已准备好时，方能开始查询传输，否则CPU将继续查询。但在方式0，没有规定固定的应答信号，所以，这时将通道A、B作为数据通道，把通道C的4个位（高4位或低4位）规定为输出口，用来输出一些控制信号，而把通道C的另外4个位规定为输入口，用来输入外设的状态。这样，利用通道C来配合通道A和B的输入/输出操作。 8255方式选择控制字说明：控制字格式如下：7工作方式控制标志。65组合设定口工作方式：方式、方式、方式。4设定口的输入输出，4输入4输出。3口高位输入输出选择，3输入3输出。2口工作方式选择，2方式；2方式。1口输入输出选择1输入1输出。0设定口低位输入输出0输入0输出。（）技术参数：8255A技术参数测试条件规范值单位大小输入低电平电压IL.输入高电平电压IHCC.输出低电平电压OL（数据端口）OL.输出低电平电压OL（外围端口）OL.输出高电平电压OH（数据端口）OR.输出高电平电压OH（外围端口）OH.达林顿驱动电流OAR.mA电源电流CCmA输入负载电流ILINmA输出浮动电流OFOR.VmA主要参数说明：8255A工作最大电流为120MA,VCC=-5V+5V，I（DAR）工作电流最大为4MA。8255的输出电压不高，连接到LED时，最好加入一个驱动器起到电流放大的作用。2、选择芯片七段LED显示器（1）LED显示器在本设计中的作用：接收74LS273送来的字型码显示编码结果（2）LED显示器的功能分析： LED显示器有共阳极和共阴极两类。我选用的是共阴极，它的原理图如下：笔画型LED显示器是由8个二极管电路adp按字型8的方式排列，当不同的二极管被选通后根据发光效果会显示不同的自型。本设计中采用共阴极连接方式，adp分别与74LS273的1Q8Q相连，接收段选码信号（高电平）；4位LED显示器的4根共阴极引线与8255A的PC0PC3相连，接收位选码信号（低电平）。段选码和位选码共同作用以显示不同的字型。LED字型显示原理：例：74LS373输出11111100时af亮LED显示0字型A B C Da b c d e f g bpOX00 0 0 01 1 1 1 1 1 0 03f10 0 0 10 1 1 0 0 0 0 00620 0 1 01 1 0 1 1 0 1 05b30 0 1 11 1 1 1 0 0 1 04f40 1 0 00 1 1 0 0 1 1 0 6650 1 0 11 0 1 1 0 1 1 0 6d60 1 1 00 0 1 1 1 1 1 07d70 1 1 11 1 1 0 0 0 0 00781 0 0 01 1 1 1 1 1 1 07f91 0 0 11 1 1 0 0 1 1 06fA1 0 1 01 1 1 0 1 1 1 077B1 0 1 10 0 1 1 1 1 1 0 7cC1 1 0 01 0 0 1 1 1 0 039D1 1 0 10 1 1 1 1 0 1 05eE1 1 1 01 0 0 1 1 1 1 0793、择选芯片74LS244（1）74LS244在本实验中的作用：作为驱动器，放大74LS373的输出电流满足LED的需要。（2）74LS244的功能分析：从图可见，该缓冲器有8个输入端，分为二路1A1-1A4，2A1-2A4，同时8个输出端，也分为二路-1Y1-1Y4，2Y1-2Y4，分别由2个门控信号1G和2G控制，当1G为低电平时，1Y1-1Y4的电平与此同时A1-1A4的电平相同，即输出反映输入电平的高低；同样，当2G为低电平时，1Y1-1Y4的电平与2A1-2A4的电平相同。而当1G（或2G）为高电平时，输出1Y1-1Y4（或2Y1-2Y4）为高阻态。经74LS244缓冲后，输入信号被驱动，输出信号的驱动能力加大了74LS244真值表G11A11A41Y11Y4G22A12A42Y12Y401101100000010高阻10高阻11高阻11高阻（3）74LS244技术参数最小典型最大单位VCC4.7555.25V高电平输出电源15mA低电平输出电源24mATA070关键参数说明74LS244最大输出电流为24 mA，74LS373的输出电流经驱动后可达24 mA能够满足LED显示器20 mA的需要。5、硬件总逻辑图及其说明：本设计以EL-8086型单板机为基础和8255A连接，8086CPU的数据总线和8255A的数据总线相连，8086的读写控制分别和8255A的读写控制相连。地址锁存的地址线A1、A2分别与8255A的地址线A0、A1相连。译码器和8255A的片选CS相连。8255A的三个端口的功能分别如下：PB0PB3接黄灯，PB4PB7接红灯；PA0PA3接绿灯，PA4PA7作为段选码；PC0PC7作为位选码。其中发光二极管接+5V电压。LED显示器作为倒计时器，0、1位和2、3位分别显示东西、南北方向绿灯的倒计时时间。硬件原理图：三、 控制程序设计1、程序设计思路根据东西南北各方向在不同时间内通车情况，将红黄绿灯按照红灯停，绿等行，黄灯闪烁为缓冲时间的原则进行通车。设计了两个延时程序，一个是延时500ms，一个是延时红灯和绿灯的倒计时进行交替的时间，倒计时将设计成40秒和20秒，用8255的PB口来连接发光二极管电路板，而PA口、PC口连接LED显示管用来计数倒计时。用发光二极管的第一、第二、第三这三个来表示东西方向的红绿黄三个灯，第五、六、七这三个来表示南北方向的红绿黄三个灯。YN调用倒计时南北绿灯灭灭南北绿灯亮CX=0延时500ms南北黄灯亮延时2s东西黄灯亮东西绿灯灭东西红、南北绿延时500ms东西绿灯亮延时2sCX=0开始程序初始化四个路口灯全亮东西绿、南北红调用倒计时2、 程序流程图：主程序流程：NY进入显示个位延时显示十位延时个位减一十位减一个位赋9返回CX=0个位等于表外第一个地址十位等于表外第一个地址倒记时显示：3、程序说明.MODELTINYPCIBAR3EQU1CH;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址, 也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) Vendor_IDEQU 10EBH;厂商ID号Device_IDEQU8376;设备ID号.STACK100.DATAIO_Bit8_BaseAddressDW?msg0DBBIOS不支持访问PCI $msg1DB找不到Star PCI9052板卡 $msg2DB读8位I/O空间基地址时出错$COM_ADD DW00F3H;控制口偏移量PA_ADDDW00F0H;PA口偏移量PB_ADDDW00F1H;PB口偏移量PC_ADDDW00F2H;PC口偏移量LED_DataDB 10111110B ;东西绿灯，南北红灯 DB10111111B;东西绿灯灭，南北红灯DB 10111101B;东西黄灯亮，南北红灯DB11101011B;东西红灯，南北绿灯 DB11111011B;东西红灯，南北绿灯灭 DB11011011B ;东西红灯，南北黄灯亮SG DB 6fH,7fH,07H,7dH,6dH,66H,4fH,5bH,06H,3fH .CODE START:MOV AX,DATAMOV DS,AXNOPCALL InitPCICALL MoDIfyAddress;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址;程序开始 MOV DX,COM_ADD ;初始化8255控制口，将地址设置成COM_ADD MOV Al,80H ;方式0下，PA，PB，PC口全为输出口 OUT DX,Al ;二极管全亮 LEABX,LED_Data ;将控制信息表的首地址给BX CALL DL500ms START1: MOVDX,PB_ADDMOVAl,0;Al为0表示查表中第一个字节的内容XLAT;查表，将表中第一个字节的内容放入Al中OUTDX,Al;东西绿灯，南北红灯 CALL K40CALLDJS MOVCX,3START2:MOVAl,1XLAT OUTDX,Al;东西绿灯灭，南北红灯 CALLDL500msMOVAl,0XLATOUTDX,Al;东西绿灯亮，南北红灯 CALLDL500ms LOOPSTART2MOVAl,2;东西黄灯亮，南北红灯XLATOUTDX,AlCALLDL2S MOVAl,3;东西红灯，南北绿灯XLATOUTDX,Al CALL K20CALLDJSMOVCX,3START3:MOVAl,4;东西红灯，南北绿灯灭XLATOUTDX,Al CALLDL500msMOVAl,3;东西红灯，南北绿灯亮XLATOUTDX,Al CALLDL500msLOOPSTART3MOVAl,5;东西红灯，南北黄灯亮XLATOUTDX,AlCALLDL2SJMPSTART1;延时500msDL500msPROCNEARPUSHAXPUSHDXMOVDX,500MOVAH,0FFHINT21HPOPDXPOPAXRETDL500msENDP;延时2秒DL2SPROCNEARPUSHCXMOVCX,4 DL2S1:CALLDL500msLOOPDL2S1POPCXRETDL2SENDP;倒计时显示程序 DJS PROC NEAR PUSH DX PUSH CX PUSH BX PUSH AXPRT: MOV CX,02fH ;设置循环秒数跳的快慢(LED)NUM: MOV Al,SI ;设置段选码，将SI中的内容送入PA口 MOV DX,PA_ADD OUT DX,Al MOV Al, 0FEH ;设置位选码，PC0口置0高四位为0 MOV DX,PC_ADD ; 其他口为1来选中LED1，显示个位 OUT DX,Al CALL DELAY MOV Al,DI ;设置段选码，将DI中的内容送入PA口 MOV DX,PA_ADD OUT DX,Al MOV Al,0FDH ;设置位选码，PC1口置0高四位为0 MOV DX,PC_ADD ; 其他口为1来选中LED2，显示十位 OUT DX,Al CALL DELAY LOOP NUM ;循环到NUM INC SI ;个位SI自增1 CMP SI,OFFSET SG+10 ;与表外的第一个偏移地址相比较，如果不 JNZ PRT ;等则显示数据且SI+1，如果相等顺序执 INC DI ;十位DI自增1 MOV SI,OFFSET SG ;将SG即9的偏移地址送给SI CMP DI,OFFSET SG+10 ;与表外的第一个偏移地址相比较，如果不 JNZ PRT ; 等则显示数据且DI+1，如果相等顺序执行POP AX ; 结束子程序POP BXPOP CXPOP DXRETDJS ENDP ;延时子程序DELAY PROC PUSH CX MOV CX,0ffffH LOOP5:NOP LOOP LOOP5 POP CX MOV Al, 0FFH MOV DX,PC_ADD OUT DX,Al RETDELAY ENDP K20 PROC NEAR ;把20的字型码偏移地址送到寄存器MOV SI,OFFSET SG+9MOV DI,OFFSET SG+9-2RETK20 ENDPK40 PROC NEAR ;把40的字型码偏移地址送到寄存器MOV SI,OFFSET SG+9MOV DI,OFFSET SG+9-4RETK40 ENDP;程序结束 InitPCIPROCNEARMOVAH,00HMOVAl,03HINT10H;清屏MOVAH,0B1HMOVAl,01HINT1AHCMPAH,0JZInitPCI2LEADX,msg0InitPCI1:MOVAH,09HINT21HJMPExitInitPCI2:MOVAH,0B1HMOVAl,02HMOVCX,Device_IDMOVDX,Vendor_IDMOVSI,0INT1AHJNCInitPCI3;是否存在Star PCI9052板卡LEADX,msg1JMPInitPCI1InitPCI3:MOVDI,PCIBAR3MOVAH,0B1HMOVAl,09HINT1AH;读取该卡PCI9052基地址JNCInitPCI4LEADX,msg2JMPInitPCI1InitPCI4:ANDCX,0FFFCHMOVIO_Bit8_BaseAddress,CXRETInitPCIENDPMoDIfyAddressPROCNEARADDCOM_ADD,CXADDPA_ADD,CXADDPB_ADD,CXADDPC_ADD,CXRETMoDIfyAddressENDPExit:MOVAH,4CHINT21HENDSTART四、上机调试过程1、硬件连接首先连接硬件部件，8255A的PA口接LED的段选码，PB口接发光二极管，PC口接LED的位选码，8255A的A1连实验箱A1，8255A的A2连实验箱A2，8255A的CS0连实验箱CS1。2、软件调试 硬件连接好之后，把程序写入，接着进行调试。在调试的过程中，采用单步运行的方式，每次都要检查一下程序中用到的寄存器里面的数值，看它们是否是理论上程序运行后的数值。从中判断所写程序的正确性。检查寄存器数值还可以了解程序的运行方式，比如循环、判断的语句执行后程序的运行走向等。3、调试结果及问题的提出程序通过编译和链接后，运行中发现：红黄绿灯的闪烁和我预想的规则不同，原因是的红绿灯控制信息表设置的顺序有误。东西方向的黄灯亮的时间和南北方向的不一致，南北方向的绿灯倒记时间显示有延时，仔细观察发现我在调用延时子程序时南北方向多调用了一次。在试验中出现的最大一个问题就是：倒记时显示的时候，除规定的灯按我的设计运行显示外，其它不应该亮的灯也亮了，分析程序得出的结果原来是在程序调用的顺序混乱，并且使用寄存器时也出现了错误。 五、设计结果分析及问题讨论1.课程设计结果及分析 本次课程设计的结果：一开始是四个路口的灯全亮，然后是东西方向上的绿灯亮，同时南北方向上的红灯亮，并且40s开始倒记时，倒记时为0时，东西方向绿亮开始闪烁三次，南北方向上的红灯不变，接下来是四个路口的黄灯都亮。持续2s以后东西方向变为红灯，南北方向变为绿灯，倒记时20s开始，倒记时结束后，南北方向绿灯闪烁三次，东西红灯不变，然后是四个路口黄灯，在这以后又是东西绿灯，南北红灯按此规则交替变换。2.问题讨论 在设计结束之后，我对程序进行了认真的思考，本次课程设计中的倒记时间的设置是用程序来控制的，而不是在程序的运行过程中用开关来输入的，这样的程序虽然说比较简单、通俗易懂，但是没能利用到开关来输入控制倒记时的大小，导致的结果是程序一但运行就无法改变倒记时间的大小，使得程序的交互性比较差。3.收获、体会和建议本设计的上机实验历时一个星期，在这次设计实验中，使我对微机软件部分的设计有了更深入的理解，并且从中学得了很多知识.在课本上学得都是些理论知识，通过本次的实际操作，锻炼了我对所学知识的认知应用能力，并且对汇编语言也有了更进一步的掌握。在做实验的时候一定要细心，避免由于粗心造成的不应该出现的错误。如果调试不出理想的结果，千万不能急躁，要从硬件到软件一步步仔细的检查，做实验时一定要戒急戒躁，要有耐心。此次实验不但提高了我的实践能力和理论水平，而且对于我认识掌握各种操作技巧具有重大意义，使我的综合素质得到了很大的提高！在试验中由于我们是三个同学一样的题目，所以我们在试验过程中出现问题就在一起集体讨论，不断的交流各自的想法，大家相互帮助一起解决问题，使我们一起进步。设计者：王进 完成时间：2007-10-2修改意见请按下列要求修改！1. 设计报告撰写通用的题序层次按如下格式：1，1.1，1.1.1。章节层次不超过3级题序，并尽量统一。2. 正文应分1、2、），一与二之间不可接排（另起一页）；各标题要突出重点，简明扼要，字数不超过15（不得有标点符号和引用文献标识）。3.各章标题（1、2、）为三号宋体加粗，居中放置；各层次题序一律沿版心左侧边线顶格安排，二级题序（1.1）为四号宋体加粗，三级题序（1.1.1）为小四号宋体加粗。段落开始后缩两个字，统一使用1.2倍行距；段落正文用小四号宋体，段落之间不得增加空行；段落正文对齐方式为两端对齐；对于章标题的段前、段后间距各设为0.8行；二级题序（1.1），三级题序（1.1.1）段前、段后间距各设为