微机原理与接口技术 (2).doc

微机原理与接口技术课程设计任务书设计周期：一周一、实验目的 了解交通灯管理的基本工作原理 2. 熟悉8255A并行接口的各种工作方式和应用 3. 熟悉8253计数器/定时器的工作方式及应用编程，掌握利用软硬件相结合定时的方法 4. 掌握多位LED显示问题的解决二、实验内容 本次课程设计的内容为交通信号灯的实时控制和管理。 具体要求如下： 1东西方向车辆放行60秒钟。即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮60秒 260秒后，东西方向的黄灯闪烁3次，以警示车辆将切换红绿灯。此时南北方向仍维持红灯点亮。在南北方向亮红灯期间，在2位数码管上显示计数值（每秒减1），从60减为0。 3东西方向的黄灯闪烁3次后。东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮60秒钟； 4之后转为南北方向的黄灯闪烁3次，以警示将切换红绿灯。此时东西方向仍维持红灯点亮。 5南北方向的黄灯闪烁3次后，再转为东西方向，如此循环重复。三、交通信号灯实时控制和管理的总体设计 芯片选择及端口选择 1用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口自定）；2位数码显示用8255A实现控制。 2. 用实验系统8235的计数器2定时向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断，以实现要求的60秒的定时。 实验系统8235的计数器2的CLK2接OPCLK，频率为1.19318MHZ；GATE2已接 +5V； 定时采用软硬件相结合的方式实现。 用实验系统的发光二极管模拟红绿灯。一、方案论证与比较1.1 方案提出方案一：使用了8259A中断控制器、8254计数器、8255可编程并行接口实现了，对南北、东西方向交通的分别计时、分别控制，设计采用定时加中断控制的方式进行,对两个方向车辆的通行时间分别计时,可随意进行更改双向的通行时间。 城市十字交叉路口红绿灯控制系统主要负责控制东西走向和南北走向的红绿灯的状态和转换顺序,关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时,正是基于以上考虑,采用如下设计: 1即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟； 21分钟后，东西方向的黄灯闪烁5秒钟，。此时南北方向仍维持红灯点亮。 3东西方向的黄灯闪烁5秒钟后，转为东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮60秒钟； 460秒钟后，转为南北方向的黄灯闪烁5秒钟，此时东西方向仍维持红灯点亮。 5南北方向的黄灯闪烁5秒钟后，东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟。如此循环重复。二、系统的功能及设计框图2.1 系统的全部功能、要求及技术指标。设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟60秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁3次后，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60秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁3次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。下表为红绿灯的状态迁移表：状态东西走向南北走向状态0红、黄、绿001红、黄、绿100状态1红、黄、绿011红、黄、绿100状态2红、黄、绿100红、黄、绿001状态3红、黄、绿100红、黄、绿0112.2确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案初始化8255，8253红灯全亮绿灯黄灯全灭1，3绿灯亮2，4红灯亮等待8253延时60s时间是否到？YN1，3绿灯灭2，4红灯不变1，3黄灯闪烁等待黄灯闪烁3次？YN1，3红灯亮2，4绿灯亮8253延时60s2，4绿灯灭黄灯闪烁3次2.3单元电路的分析与设计：1用实验系统8255A实现对信号灯的控制（所用端口自定）；2位数码显示用8255A实现控制。2用实验系统8235的计数器2定时向实验系统主片8259A的IRQ7请求中断，以实现要求的1分钟、5秒钟和20秒的定时。实验系统8235的计数器2的CLK2接OPCLK，频率为1.19318MHZ；GATE2已接 +5V；定时采用软硬件相结合的方式实现。3、用实验系统的发光二极管模拟红绿灯。 注：8259A的端口地址为：218H、219H 8255A的端口地址为：端口A-200H、端口B-201H、端口C-202H、控制端口-203H 8254的端口地址为：计数器0-208H、计数器1-209H、计数器2-20aH、控制寄存器0-20bH。本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用8254定时/计数器定时100ms，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由8255控制发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8259中断控制器组成。定时模块是由8254的计数器0来实现定时100ms。Clk0接实验平台分频电路输出Q6，f46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255输出来控制计数器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定时完成申请中断，进入中断服务程序。发光二极管显示模块由8255输出来控制发光二极管的亮灭。8255输出为低电平时，对应的发光二极管就点亮，否则就熄灭。8255的接口电路如图2所示。交通灯的对应关系如下：实验平台上提供一组六个LED数码管。插孔CS1用于数码管段选的输出选通，插孔CS2用于数码管位选信号的输出选通。本设计用4个数码管来倒计时。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8259中断控制器，单脉冲发生单元主要用来请求中断，然后做出紧急情况处理。模拟交通灯电路图：定时器8253方波发生：三、 系统仿真调试分析3.1软件仿真原理图3.2模拟仿真过程在电脑上编写程序，完成后编译程序检查错误，编译无误后根据程序连接相关器件线路。之后运行程序，开始时的定为为南、北方向的、3绿灯亮起，定义为东西方、向的2、4红灯亮起，数码管同时开始显示60秒倒计时，60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3次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，数码管再同时开始显示60秒倒计时，60秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁3次后，再切换到1、3路口方向。之后，上述过程不断重复循环。因此所编写程序符合预期的要求，实验结果符合要求。3.3设计源程序：CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3400HH8: JMP p8259ZXK EQU 0FFDCHZWK EQU 0FFDDHPA EQU 0FFD8HPB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHPCTL EQU 0FFDBHLED DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,0DEH,0F3HBUF DB 88H,00H,00H,00H,00H,00HSTA DB 01H ;MOV BX,0h ;MOVPort0 EQU 0FFE0HPort1 EQU 0FFE1HP8259: CLI MOV AL,88H MOV DX,PCTL OUT DX,AL P30: MOV AL,75H MOV DX,PA OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL WP ;初始化 MOV AX,OFFSET INT8259 MOV BX,003CH MOV BX,AX MOV BX,003EH MOV AX,0000H MOV BX,AX CALL FOR8259 mov si,0000h STICON8: CALL DIS JMP CON8;-INT8259:cli MOV BX,OFFSET BUF push AX MOV AL,BYTE PTR BX+5 CMP AL,0 JNZ ok2 MOV AL,10 push AX MOV AL,BYTE PTR BX+4 CMP AL,0 JNZ ok1 MOV AL,6 ok1:DEC AL MOV BYTE PTR BX+4,AL pop AX ok2:DEC AL MOV BYTE PTR BX+5,AL MOV AX,BX+4 CMP AX,0 JNZ QQ1 CMP STA,1 JZ p31 JMP p32 QQ1:pop AXXX59: MOV AL,20H MOV DX,Port0 OUT DX,AL mov cx,0050hxxx59: push cx call dis pop cx loop xxx59 pop cx mov cx,3438h push cx STI IRETX59: MOV SI,0000H CALL WP JMP XX59;=P31: MOV STA,2 MOV DX,PA ;切换1到2 MOV AL,0F3H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0F7H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA ;切换1到2 MOV AL,0F3H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0F7H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA ;切换1到2 MOV AL,0F3H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0F7H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0AEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0BH OUT DX,AL JMP QQ1 P32: MOV STA,1 MOV DX,PA ;切换2到1 MOV AL,9EH OUT DX,AL INC DX MOV AL,07H OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0BEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA ;切换2到1 MOV AL,9EH OUT DX,AL INC DX MOV AL,07H OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0BEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA ;切换2到1 MOV AL,9EH OUT DX,AL INC DX MOV AL,07H OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0BEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV AL,75H MOV DX,PA OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL JMP QQ1FOR8259:MOV AL,13H MOV DX,Port0 OUT DX,AL MOV AL,08H MOV DX,Port1 OUT DX,AL MOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,7FH ;IRQ7 OUT DX,AL RET;-WP: MOV BUF,10H ;初始化 MOV BUF+1,10H MOV BUF+2,10H MOV BUF+3,10H MOV BUF+4,05H MOV BUF+5,09H;-DIS: MOV CL,20H MOV BX,OFFSET BUFDIS1: MOV AL,BX PUSH BX MOV BX,OFFSET LED XLAT POP BX MOV DX,ZXK OUT DX,AL MOV AL,CL MOV DX,ZWK OUT DX,AL PUSH CX MOV CX,0100HDELAY: LOOP $ POP CX CMP CL,01H JZ EXIT INC BX SHR CL,1 JMP DIS1DELAY1: MOV CX,0010HDELY2: CALL DELAY2 LOOP DELY2 POP CX POP AX RETDELAY2: PUSH CX MOV CX,8000H LOOP $ POP CX RETEXIT: MOV AL,00H MOV DX,ZWK OUT DX,AL RET;-CODE ENDS END H8四、结语这次微机原理课程设计，是通过发光二极管来模拟红绿灯的运行，与实际联系很紧密，综合应用了微机原理的各方面知识，体现了汇编语言作为计算机领域的主要语言在解决实际问题方面表现出了优越之处，也使得我们微机编程方面