微机原理课程设计交通信号灯模拟控制系统

1、 成绩 南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 交通信号灯模拟控制系统 课 程 名 称 交通信号灯模拟控制系统 院 系 电力工程学院 专 业 电力系统及其自动化 班 级 电力113 学 生 姓 名 学 号 20611310 设 计 地 点 工程实践中心8-218 指 导 教 师 设计起止时间：2014年03月03日至2014年03月07日南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 交通信号灯模拟控制系统 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电力系统及其自动化 班 级 电力113 起 止 日 期 2014年06月23日06月27日 指 导 教 师 1课程设计应达到的目的通过课程设计的实践

2、环节，加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握微机语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。2课程设计题目及要求课程设计题目：交通信号灯模拟控制系统的设计利用star es598pci实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。所有输入该装置信号采用star es598pci实验仪上的状态输入开关，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的led发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。1、功能要求：1） 假设在一个a道(东西方向)和b道(南北方向)交叉的十字

3、路口安装有自动信号灯。当a道和b道均有车辆要求通过时，a道和b道轮流放行。a道放行n秒钟，b道再放行n秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯时黄灯亮n1秒钟。2） 夜间工作时a道（东西方向）和b道（南北方向）的黄灯闪烁。绿灯和红灯不亮（实验时用开关k8控制）。3） 开关k8=0，则工作在以上功能（1）；开关k8=1，则工作在以上功能（2）。2、难度要求：1） 基本要求：采用8255 pa口输出控制信号灯，8255 pc0输入k8控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分）2） 中级要求：采用8255 pa口输出控制信号灯，8255 pc0输入k8控制开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式

4、实现功能要求；（80分）3） 高级要求：在中级要求的基础上，增加用8255 pb口输出驱动led数码显示器显示绿灯倒计时秒数，倒计数到n1秒时黄灯亮。（100分）其中参数n20，n15。3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求设计要求： 1、预习要求： 1）预习课程设计任务书附录二。了解star es598pci实验仪的硬件环境和资源，了解整个硬件模块的电路原理和接口连接方法。2）预习微机原及接口实验指导书，熟悉星研集成软件的使用方法。3）预习微机原及接口实验指导书中“实验一 8255a并行输入/输出接口实验”和“实验三 8253定时计数器实验”。4）预习本任务

5、书，根据任务书，预先画出电路原理图，程序流程图，编写出实验程序。2、设计报告要求：1）画出接口部分电路原理图，并阐述系统工作原理。2）采用viso绘制程序流程图，并调试源程序代码。3）调试过程和结果。4）要求用word撰写课程设计报告，上交打印版和电子稿。3、课程设计说明书装订顺序及主要内容如下：1）封面、目录2）任务书（不含附录）3）正文：设计思路与功能描述；电路原理图及其说明。应标示并说明每一个输入/输出信号的含义；结构框图；系统调试中的问题和解决方法；运行情况和结论；源程序清单。4主要参考文献1、韩念杭.微型计算机原理实验指导书m. 南京工程学院，20042、李继灿.新编16/32微型计

6、算机原理及应用m.北京：清华大学出版社，2004.5课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容2014年2月3日前2月3日2月3日，星期一2月4日2月5日2月6日2月6日2月7日2月7日2月8日2月8日预习消化理解设计任务。设计程序流程图，写源程序，预习星研微机实验系统的方针调试操作界面。学习星研实验系统的使用和操作，进行实验8255测试和8253测试基本实验完成基本要求的内容。完成中级和高级要求的内容。验收。整理上交设计报告。6成绩考核办法成绩按分优、良、中、及格和不及格五档。总评成绩有课程设计成绩由工作表现、设计成果、考核测评三部分组成。其主要内容是：（1）工作表现：独立工作能力及设计过

7、程中的表现。占总成绩的30%。（2）设计成果：设计说明书（计算书、论文）、图纸、程序、作品等的质量。占总成绩的40%。（3）考核测评：测评成绩占总成绩的30%。教研室审查意见： 教研室主任签字： _ _ 年 月 日院（系、部、中心）意见：主管领导签字： _ 年 月 日 目 录 1.方案说明7 1.1十字路口交通等设置7 1.2实验接口芯片选择7 1.2.1 82557 1.2.2 82538 1.3夜晚情况的处理10 2.软硬件设计10 2.1电路原理图10 2.2 连线说明11 2.3 流程图13 3.实物接线图及运行结果19 4.心得体会22一方案说明 1.1 十字路口交通信号灯设置i 某

8、十字路口交通信号灯系统在4个路口均装设红、绿2个灯，每个路口均装设一个数码管显示倒计时。 原理图中的东西南北方向红绿灯分别对应于实验仪器上的8个led灯，分别代表如下： 东 西 南 北 绿灯 红灯 绿灯 红灯 绿灯 红灯 绿灯 红灯根据实验实验要求，在初始情况下，所有方向的红灯闪烁4秒；然后进入先让东西方向绿灯亮（此时南北方向亮红灯），南北方向亮15s，并用数码管显示所有方向的倒计时。之后南北方向绿灯亮，如此循环往复下去。 1.2实验接口芯片选择 1. 2.1 8255 8255在本次试验中主要控制的是交通灯的亮灭以及数码管的显示。 按如下方式实现上述功能： 首先对8255的控制端口写入控制字

9、，程序如下： mov al,10000001b ；8255初始化 mov dx,0f003h ；8255控制口地址如下 out dx,al al=10000001b,实现的功能如下：写入方式0控制字，a口，b口，c口高四位为输出， c口低4位为输入。 a口控制的是交通灯的亮灭，b口用来显示数码管上的数字，c口用来控制数码管。 以下程序为a口地址：0f000h,来实现交通灯红绿灯的转换。0表示灯亮，1表示灯灭。 mov dx,0f000h mov al,01100110b ;东西绿灯，南北红灯 out dx,al call com mov dx,0f000h mov al,10011001b ;

10、南北绿灯，东西红灯 out dx,al以下程序实现的是，b口地址：0f001h,用来显示数码管的数字。com proc near mov bx,6 mov si,offset tab+4hu: mov cx,500lp15: mov al,01011111b mov dx,0f002h out dx,al mov al,06h ;1 mov dx,0f001h out dx,al call delay1ms mov al,10101111b mov dx,0f002h out dx,al mov al,si mov dx,0f001h out dx,al call delay1ms loop

11、lp15 call pan inc si dec bx cmp bx,0 jnz hu mov bx,10 mov si,offset tabji: mov cx,500lp0: mov al,01011111b mov dx,0f002h out dx,al mov al,3fh ;0 mov dx,0f001h out dx,al call delay1ms mov al,10101111b mov dx,0f002h out dx,al mov al,si mov dx,0f001h out dx,al call delay1ms loop lp0 call pan ;数码管每显示一次，

12、即判断是否出现紧急情况 inc si dec bx cmp bx,0 jnz ji ret com endp 1.2.2 82538253在本次试验中主要用来实现产生2hz的方波，以此来实现使数码管每秒计数以及交通灯亮10s的要求。首先是将方式控制字写入8253的控制端口中，程序如下： mov al,00110111b ;通道0读低高字节，方式3，bcd码 mov dx,0e003h out dx,al al=00110111b,按照8253控制字的格式，通道0计数，计数器先读写低字节，再读写高字节，工作方式为方式3，bcd码计数。而8253的控制口的端口地址为0e003h。 当计数器通道用作

13、定时器时，8253的计数初值计算可由以下公式求得： 计数初值= 输入时钟脉冲的频率 / 输出时钟脉冲的频率 输入时钟脉冲的频率=7812hz, 而输出时钟脉冲的频率=2hz 而计数初值是被送到通道0的地址。程序如下： mov dx,0e000h ;8253初始化,产生2hz方波,输入频率/输出频率=计数初值 mov al,06h out dx,al mov al,39hout dx,al8253 out 输出产生2hz的方波，而将out 与pc2连接，判断pc2在一个周期内，输出低电平则执行f,输出高电平则执行g，一次来实现交通灯与数码管的功能，延迟的程序如下： delay proc near

14、 ;8253延时0.5秒钟 f: mov dx,0f002h in al,dx ;out一个周期输出高低电平，低电平执行f,否则执行g and al,04h jz f g: mov dx,0f002h in al,dx and al,04h jnz g ret delay endp 1.2.3. 夜晚情况的处理 当运行程序时出现紧急情况，led灯所有的红灯闪烁，直至夜晚情况解除。夜晚情况解除后，继续由紧急情况之前数字计数。 而在每一次数码管显示数字的时候都要 call pan 判断紧急情况是否产生的子程序如下： pan proc near ;判断是否出现夜晚情况的子程序 a: mov dx,0

15、f002h;8255c端口 in al,dx test al,02h ;与控制夜晚情况发生的pc1比较，test与，参与运结果不回送算， jnz e ;若没有出现，数码管继续显示数字，jne:不等则跳 mov dx,0f000h in al,dx push ax call o ;调用出现夜晚情况的子程序 pop ax mov dx,0f000h out dx,al e: ret pan endp 黄灯每闪烁一次，都要判断夜晚情况是否解除，若解除，初始化交通灯；若为解除，黄灯继续闪烁，程序如下： mov dx,0f002h in al,dx test al,02h ;判断夜晚情况是否解除 jnz

16、 e1 ;a!=b jmp o1 e1: ret2 软硬件设计2.1硬件接线图2.2.连线说明：c5区：cs、a0、a1a3区：cs2、a0、a1c5区：out0b4区：pc2c5区：gate0c1区：vccc5区：clk0b2区：7812b4区：a0,a1a3区：a0,a1b4区：/csa3区：cs1 b4区：pa口 g6区：jp65b4区：pb口 g5区：jp42 b4区：pc口 g5区：jp41下半部 b4区：pc1g6区：k52.3流程图：三程序流程图 code segmentassume cs:codego: mov al,10000001b mov dx,0f003hout dx,

17、almov al,00110111b mov dx,0e003hout dx,al mov al,77h mov dx,0e000hout dx,almov al,09hout dx,al l: mov dx,0f002h in al,dxand al,01hje ll mov al, 80h mov dx,0f002hout dx,almov al,11011101b mov dx,0f000hout dx,alcall delaymov al,11111111b mov dx,0f000hout dx,alcall delayjmp lll: mov dx,0f002h mov al,7f

18、hout dx,almov al,11101011b mov dx,0f000hout dx,alcall a call b mov al,10111110b mov dx,0f000hout dx,alcall acall c jmp lmov ah,4chint 21hdelay proc m: mov dx,0f002h in al,dxand al,02hjz m n: mov dx,0f002hin al,dxand al,02hjnz n retdelay endpaa: jmp l rr procmov dx,0f002hin al,dxand al,01hcmp al,0hjn

19、z aa retrr endpa procmov al,6fh mov dx,0f001hout dx,alcall delay call delaycall rrmov al,7fh mov dx,0f001hout dx,alcall delay call delaycall rrmov al,07h mov dx,0f001hout dx,alcall delaycall delaycall rrmov al,7dh mov dx,0f001hout dx,alcall delaycall delaycall rrjmp zz: mov al,6dh mov dx,0f001hout d

20、x,alcall delaycall delaycall rrmov al,66h mov dx,0f001hout dx,alcall delaycall delaycall rrreta endpb procmov al,4fh mov dx,0f001hout dx,almov al,11011011b mov dx,0f000hout dx,alcall delaymov al,11111011bmov dx,0f000hout dx,alcall delaycall rrmov al,5bh mov dx,0f001hout dx,almov al,11011011b mov dx,

21、0f000hout dx,alcall delaymov al,11111011b mov dx,0f000hout dx,alcall delaycall rrjmp yy: mov al,06h mov dx,0f001hout dx,almov al,11011011b mov dx,0f000hout dx,alcall delaymov al,11111011b mov dx,0f000hout dx,alcall delaycall rrmov al,3fh mov dx,0f001hout dx,almov al,11011011b mov dx,0f000hout dx,alc

22、all delaymov al,11111011b mov dx,0f000hout dx,alcall delaycall rrretb endpc procmov al,4fh mov dx,0f001hout dx,almov al,10111101b mov dx,0f000hout dx,alcall delaymov al,10111111b mov dx,0f000h out dx,alcall delaycall rrjmp xx: mov al,5bh mov dx,0f001hout dx,almov al,10111101b mov dx,0f000hout dx,alcall delaymov al,10111111b mov dx,0f000hout dx,alcall delaycall rrmov