汽车信号灯控制系统课程设计.doc

微机原理与接口技术课程设计 - 汽车信号灯控制系统 班 级 : 姓 名: 学 号: 指导教师: 完成日期: 微机原理与接口技术课程设计摘要随着经济的发展，汽车越来越被人们需要，而由此也引发了一系列的问题，比如，一位汽车的突然转向所依法的车祸经常出现。如果汽车转弯时能够通过尾灯状态的变化来确定就可以提示司机，行人，车子正在转弯，一定程度避免车祸的发生。本文是关于汽车尾灯控制电路的设计，根据汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，分析并设计电路。整个系统由8255A模块为工作核心，详细介绍了基于8086的汽车尾灯控制电路的设计。关键字:汽车尾灯；8255A；cpu模块；子程序模块1.课程设计题目 ：汽车信号灯控制系统2.课程设计目的：汽车作为现代交通工具已大量进入人们的生活，随着电子技术的发展，对于汽车的控制电路，已经从过去的全人工开关控制发展到了智能控制。在夜晚或因天气原因能见度不高的时候，人们对汽车安全行驶要求很高，汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般是用基于微处理器的硬件电路结构构成，本文主要是介绍汽车信号灯的控制，其中汽车信号灯包括了左前灯、右前灯、左后灯、右后灯、仪表盘上的左右转弯信号灯、故障信号灯。其主要内容是使汽车在行驶过程中通过信号灯来传达汽车诸如转弯、刹车、闭合紧急开关、停靠等一系列操作信号。信号灯控制的实现主要是通过电路与汇编程序的结合来完成，电路部分的设计是通过PIT+来完成的，其中灯的模拟采用了发光二极管，发光二极管有熄灭、点亮和闪烁三种信号，其中闪烁信号的产生分别运用了硬件和软件来实现，而汽车一系列的操作采用了相应的开关来模拟，所有的电路元件都是用PIT+软件上的虚拟元件来代替，这样方便了电路图的设计，而且大大提高了调试与仿真的效率。同时，展示了计算机技术在汽车行业的应用，也为人们的日常交通生活提供了便利与安全保障。3.课程设计的任务与要求1）任务：1. 任务需求分析2. 设计硬件电路3. 编写汇编程序4. 在PIT+环境下进行仿真与调试5. 开发总结2）要求：要求每个学生（或小组）都要自己动手独立设计完成一个典型的微机应用小系统.。设计题目可以在给出的参考题目中选，也可以自己选设计题目，但难度不应小于参考题目，需经指导教师审查后方可确定是否采纳或修改设计题目。课程设计的时间为1周。设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求能够演示并达到设计指标的要求。每个学生（或小组）在作品完成后，要经指导教师检查，同意拆除后方可拆卸，并分类放回元器件盒内。课程设计报告每个学生一份，由课代表收齐后统一交给指导教师。课程设计成绩评定由3部分组成：作品出勤等40；答辩30；设计报告304.课程设计原理与方案4.1设计原理系统主要以8255A模块为工作核心，八位逻辑电平输入和八位逻辑电平输出为辅助模块；并行接口8255A为通用接口芯片，有三个数据端口A、B、C，每个端口均八位，并可以设置输入输出方式，能够实现并行输入输出。工作状态下，系统通过并行接口8255A模块读入八位逻辑电平输出端数据，并由B口输出8255A模块寄存器中的数据，显示在八位逻辑电平显示端。系统可以通过预设五个变量，每个变量对应一种汽车尾灯状态。当系统工作时，在输出端输出数据即时与系统预设的变量一一比较，相等则跳转到相应的汽车尾灯状态4.2设计方案4.2.1需求分析1）汽车行驶时的五种状况： 1.汽车左转 01110000(左头灯、左尾灯、仪表左灯闪烁)2.汽车右转 00001110(右头灯、右尾灯、仪表右灯闪烁)3.汽车出现紧急状况 01111110(左右头灯、左右尾灯、仪表左右灯均同时闪烁)4.汽车刹车 10000001(左右刹车灯亮)5.汽车停靠 11111111(所有灯闪烁)注：以上各个状态均由实验箱上的8个发光二极管实现通过对以上问题描述的深入分析，可总结出以下三点：（1）通过6个发光二级管模拟两个头灯、两个尾灯和仪表盘上的两个指示灯。（2）选择5个开关产生主要的五种状态，其他种状态用着五个开关的不同组合来分别控制左转、右转、紧急，刹车，停靠的状态，使发光二极管信号灯相应亮、灭或闪烁，终端的显示状态。2）系统的主要功能(1) 当用户置开关状态为01H时，也即左转，表左转开关闭合，则左头灯、左尾灯、仪表左灯闪烁，显示端显示left 。(2) 当用户置开关状态为02H时，也即右转，表右转开关闭合，则右头灯、右尾灯、仪表右灯闪烁，显示端显示 right。(3) 当用户置开关状态为03H时,表紧急开关闭合，也即出现紧急状态时，则左右头灯、左右尾灯、仪表左右灯均同时闪烁，显示端显示hurry。(4) 当用户置开关状态为04H时, 表踩刹车(合上刹车开关)，则左右尾灯亮，显示端显示break。(5) 当用户置开关状态为05H时，表示汽车此时在停靠，则左右头灯、左右尾灯以1Hz闪烁，显示端显示stop。设置实验箱上的8个发光二极管的对应情况为： 灯状态 开关状态左刹车灯D7左尾灯D6左头灯D5左仪表灯D4右仪表灯D3右头灯D2右尾灯D1右刹车灯D01左转（01h）灭闪闪闪灭灭灭灭2右转（02h）灭灭灭灭闪闪闪灭3紧急（03h）灭闪闪闪闪闪闪灭4刹车（04h）亮灭灭灭灭灭灭亮5停靠（05h）闪闪闪闪闪闪闪闪开关状态与灯状态对应表4.2.2系统硬件框架与说明4.2.2.1硬件部分根据课题所要实现的功能，结合所学的知识进行分析，系统要用到8086微处理器芯片和可编程的并行接口芯片8255A。8086是Intel系列的16位微处理器，它有16根数据线和20根地址线，本系统采用它作为主处理器。8255是可编程IO口扩展芯片。对8255输入不同的指令可改变IO口的工作方式。8255内部有4个寄存器：分别为寄存器A、B、C和控制寄存器。A、B、C寄存器的数据就是引脚PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0上输入或输出的数据。而控制寄存器的数据则表明PA、PB、PC的工作方式。通过CS、A0、A1、RD和WR对4个寄存器进行操作。(1）CS为低电平时选通8255；(2）A1、A0为地址选通；(3）RD和WR为读、写信号：RD为低、WR为高时为读方式，RD为高、WR为低时为写方式。(4）D0D7为数据口。 向控制寄存器写入不同的数据可以使8255工作在三种不同的方式下。2）8255A8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分3）8255A并行接口模块该模块实现将数据读入和将数据输出到八位逻辑电平显示端口。八位逻辑电平输入端口与8255A的B端口，8255A的A端口与八位逻辑电平输出端口连接；8255A的引脚A0、A1与ES-PCI的引脚A0、A1。引脚功能RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输. RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 D0D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。 PB0PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。 PC0PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器. 当A1=0,A0=0时,PA口被选择; 当A1=0,A0=1时,PB口被选择; 当A1=1,A0=0时,PC口被选择; 当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择4电路图设计原理电路图电路连线图：4.2.2.2软件部分流程图：子程序调用模块输入模块： READB: MOV DX,MY8255_B 从端口B读数据存入AL IN AL,DX AL AL 中数据表示尾灯状态刹车模块：BREAK: MOV AL,81H OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP READB右转模块： RIGHT: MOV AL,0EH OUT DX,AL CALL DELAY0 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP READB左转模块： LEFT: MOV AL,70H ;左转的状态灯显示 OUT DX,AL CALL DELAY0 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP READB紧急模块：HURRY: MOV AL,7EH OUT DX,AL CALL DELAY0 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP READB停靠模块:STOP: MOV AL,0FFH OUT DX,AL CALL DELAY0 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP READB延时模块： DELAY0 PROC NEAR PUSH CX PUSH AX MOV CX,3C00H S13: CALL DELAY LOOP S13 POP AX POP CX RET DELAY0 ENDP5调试过程（1） 准备好PC机、安装PIT+软件。（2） 在PIT+环境下将设计的电路绘制出来。（3） 编写汇编程序代码。（4） 汇编调试、运行。（5） 记录运行结果，以及调试中遇到的问题。6.课程设计体会接口的课程设计，之前没有接口编程设计，所以感觉难度比较大，也因为如此，在找资料及向老师同学的请教中学到了很多的东西，本次课程设计是汽车尾灯控制电路，应用汇编语言进行设计，从而实现汽车信号灯的设计。从一开始的懵懵懂懂，到最后的答辩如流，这中间，我付出了许多，短短一个星期的课程设计中，我不断学习，不断进步，在老师和同学的帮助下，做成了一个不算太成熟的作品，对于接口电路更是有了进一步的了解，在知识综合运用的电路的设计中确实有了很多意想不到的困难。实践出真知，通过这次课程的设计让我学到了书本中没有的很多东西，我想最主要的就是一种综合能力的提升。我认为这样的课程设计很有现实意义，这样的教学方法对于提升同学们的综合运用能力也是行之有效