微机原理与接口技术课程设计-交通灯.doc

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 湖南工业大学 学院（系、部） 2014 2015 学年第 1 学期 课程名称 微机原理与接口技术 指导教师 许中华 学生姓名 xxx 专业班级 通信1204 学号 xxx200431 题 目 电子交通灯设计 成 绩 起止日期2014 年 12 月 29 日2015年1 月 6 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张456湖南工业大学课程设计任务书2014 2015 学年第 1 学期 计算机与通信 学院 通信工程 专业 通信1204 班课程名称： 微机原理与接口技术 设计题目： 电子交通灯设计 完成期限：自 2014 年 12月 29 日至 2015 年 1月 6日共 1 周内容及任务一、设计的主要技术参数 把6个LED分为2组（红、黄、绿为1组），用来模仿东西方向和南北方向的交通信号灯。然后交通灯能按交通规则显示。二、设计任务(内容)1、完成相关的电路设计2、完成汇编程序设计3、连接相关的电路4、验证5、完成课程设计说明书三、设计工作量1周完成进度安排起止日期工作内容12月29日分组、任务分配、课题理解12月29日-1月2日功能分析、程序设计、电路设计1月2日-1月5日实验验证和测试1月6 日总结、书写实验报告参考资料1 戴梅萼. 微型计算机技术及应用，清华大学出版社, 2008年2 彭楚武. 微机原理与接口技术, 湖南大学出版社, 2006年3 艾德才. 32位微机原理及接口技术, 清华大学出版社, 2003年指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日湖南工业大学 微机原理与接口技术课程设计说明书交通灯的设计起止日期： 2014年 12月29日 至 2015年 1 月 6 日学生姓名xxx班级通信1204学号xxx200431成绩指导教师(签字)计算机与通信学院2014年 12月 29日课题名称交通灯的设计人 数17组 长同组人员 、xxx、等课题的主要内容和要求一、设计的主要技术参数 把6个LED分为2组（红、黄、绿为1组），用来模仿东西方向和南北方向的交通信号灯。然后交通灯能按交通规则显示。 二、设计任务(内容)1、完成相关的电路设计2、完成汇编程序设计3、连接相关的电路4、验证5、完成课程设计说明书三、设计工作量 1周完成具体任务1）熟悉8255工作原理及初始化代码方法。2）掌握8255方式0的工作原理及作用。时间安排与完成情况12月29日： 组长分配各成员任务，明确此次课程设计要求。12月29日1月2日：对该课题进行原理分析、电路图设计以及程序设计。1月2-1月5日： 运行并调试程序，观察实验结果，进行小组讨论。1月6日： 小组总结后完成课程设计报告。交通灯的设计一、设计目的通过该设计，掌握8255并行接口芯片的使用和数码管的使用，并掌握相应的程序设计和电路设计的技能。是对8255并行接口芯片章节理论学习的总结和补充，为后续的硬件课程的学习打下基础。二、设计内容交通灯分红黄绿，红灯禁止通行，黄灯减速，绿灯通行。南北方向和东西方向的红绿黄灯由对应的2组LED表示，这6个LED灯由8255端口A控制。开始南北方向绿灯亮（东西方向应立即变为红灯），时间为60秒，时间到0后，黄灯亮3秒后（东西方向红灯的时间为63秒），红灯亮，时间为33秒（东西方向绿灯为30秒，黄灯为3秒）。30送入中，1000送入档SS0选通个位显示将89送入端口延时1选通十位显示将89送入端口延时三、基本思想1用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口：A端口， B端口，C端口）；2位数码LED显示用8255A实现控制。2. 用程序段以实现要求的定时。3. 用实验系统的发光二极管模拟红绿黄灯。注：8255A的端口地址为：端口A-300H、端口B-301H、端口C302H、 控制端口-303H四、技术原理1、交通灯分红黄绿，红灯禁止通行，黄灯减速，绿灯通信。开始南北方向绿灯亮（东西方向应立即变为红灯），时间为60秒，时间到0后，黄灯亮3秒后（东西方向红灯的时间为63秒），红灯亮，红灯为33秒。东西方向绿灯为此0秒，黄灯为3秒。2、延时1秒可以采用软件延时实现。3、8255端口A与LED连接图如图4、 数码管由8255端口B和端口C联合控制，端口负责控制某个数码管中的那些段码的显示和小数点的显示（PB7）。端口C的PC4，PC5，PC6发送的信号通过译码后，负责选择6个数码管中的1个显示，即某时刻只有1个数码显示，如果要让几个同时显示，则采用来回扫描显示的方法，且当某个数码管显示时，必须要有一定的延时，约在100ms左右，太短显示不明显（发光不够），太长会产生闪烁。数码管的控制如下图所示：5.本实验用到了8255A芯片，它是Intel系列中的并行接口芯片。由于它是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，所以，用它连接外部设备时，通常不需要再附加外部电路。6. 8255A有三个8位的端口，端口，端口。在方式0下工作时，它们都是基本的输入输出口，要注意该方式下是单向传输的。8255A的控制字如下图所示1D6D5D4D3D2D1D0图4.1 8255A的控制字其中：D6D5是A组方式选择，00为方式0，01为方式1，1为方式2；D4表端口工作方式，0为输出，1为输入；D3表示PC7-PC4，1为输入，0为输出；D2表B组方式选择，0为方式0，1为方式1；D1表端口B工作方式，1为输入，0为输出；D0表示PC3-PC0,1为输入，为输出。本实验中用到了8255A的端口A，端口C、端口C它们都工作在方式0下，因此控制字为80。端口B与数码管相连用来作交通灯的倒计时，而端口用来控制数码管是否被选中,端口A用来表示交通灯的二极管是否亮。电路图如下所示 PC0 PA0PC1 PA1PC2 PA2PC3 PA3 PC4 PA4PC5 PA5PC6 PA6PC7 PA7 CSPB4PB5 8255APB6 abcdefges0s1s2绿灯黄灯红灯绿灯黄灯红灯300303图4.2 8255A电路图7.实验台上的七段数码管为共阴型接法，段码采用同相驱动方式，输入端加高电平时被选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端为高电平表示该位被选中。如下表所示就是我们实验要用到的七段数码管的字型代码表，在程序中通过查这个字型代码表就可以将八进制的代码顺利转换成十六进制的代码。表4.1 七段数码管的字型代码表显示字形gefdcba段码001111113fH1000011006H21010115bH310011114fH4110011066H511011016dH611111017dH7000011107H811111117fH911011116fHA111011177HB11111007CHC011100139HD10111105EHE111101179HF111000171H 五、提出问题与解决问题1.问题1由于对交通灯的规则不是特别清楚，照成所写的程序与正确的交通灯显示有误差，正确的思想应该是有一个方向的红绿灯来控制另一个方向的红绿灯，并且红绿转换的时候要通过黄灯闪烁来提示。2.问题2据AL及BX指向数据表查表换值后，AL中并没有取到正确的所需段码。原因解释：查表换值前AL当中的值为16进制的值，而要实现正确的循环查表换值，必须对AL当中的值进行BCD码的转换。解决方法：通过DAS指令实现AL寄存器中的值的BCD码转换。3.问题3正确将上一计数值个位十位段码先后写入8255A端口后，经过近似一秒的延时，只写入了下一计数值的个位段码，电路实现时就只显示出了个位的值。原因解释：由于实验设施的限制，两位数的显示要靠”扫描”来实现,具体”扫描”显示的实现见问题(1)的解决方法。解决方法：经过近似一秒的延时后，先写入下一计数值的个位段码，经扫描延时，再写入十位的段码值。六、软件实现1.主程序流图开始东西向绿灯亮,南北向红灯亮，60秒东西向黄灯亮,南北向红灯亮，3秒东西向红灯亮,南北向绿灯亮，30秒 东西向红灯亮,南北向黄灯亮，3秒图7.1 主程序流图七、总结与心得这次课程设计从基础知识的上机实际操作做起，按许老师的课程设计的要求和规格的文档仔细的研究了自己技术方面的问题，同时浏览 学习了老师已经实现的内容再开始着手课程设计的整体规划的。总的说来，准备工作做得很充分，这为以后的课程设计的实现打下了很好的基础。这次课程设计的主要任务是根据课堂所学知识，运用8255A进行交通灯控制的设计。按照设计的要求，我查阅了相关的资料，先设计出了单元电路，在此基础上设计出了整个系统的电路图。通过此次课程设计，我对8255A、8253的工作方式有了深刻的理解和认识，更重要的是对微机原理这门课程有了进一步的认识，加深了理解，巩固了所学的的知识，在设计时要考虑到8255A，通过查阅很多资料，拓展了知识面，在这一过程中，我也学到了很多东西。在设计时，根据要求选择合适的工作方式显得十分的重要。 第二阶段，我们分工合作，分别实现了组长分配的任务，同时在遇到问题时相互讨论，帮助，在这样的反复磨合下，我们失败又成功，又因为系统的不稳定成功又失败。终于，老师要求的全部内容都得以实现，组里的成员都觉得心里很充实。这是我们大学学习当中少有的实践课程，是我们将学到的理论知识实际化的一次有收获的生产。在以后的有关系统设计开发当中，这次实践的内容会是我们很好的借鉴与学习的经历。 在整个系统修改的过程中，明显感觉到自己动手能力不强，自己想的总是不那么快的容易实现，但也因为如此，学到了不少的问题的分析和解决的能力。最明显的一点是，在运行时如果再出现问题就没以前那么烦躁，反而变得冷静而乐观：问题不大。附程序清单DATA SEGMENT LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDATA ENDSSTACK SEGMENT DB 200 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10000000B MOV DX,303H OUT DX,AL MOV BX,OFFSET LED MOV AL,00110000B NOT AL MOV DX,300H OUT DX,AL MOV AH,59H CALL DJS MOV AL,01010000B NOT AL MOV DX,300H OUT DX,AL MOV AH,3H CALL DJS MOV AL,10000100B NOT AL MOV DX,300H OUT DX,AL MOV AH,33H CALL DJS MOV AL,10001000B NOT AL MOV DX,300H OUT DX,AL MOV AH,3H CALL DJS JMP START MOV AH,4CH INT 21HDJS PROC S:MOV DI,60 P:MOV AL,0H MOV DX,302H OUT DX,AL MOV AL,AH AND AL,0FH XLAT MOV DX,301H OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,10H MOV DX,302H OUT DX,AL MOV AL,AH AND AL,0F