微機(jī)原理-交通燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)： 1401班 姓 名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日期： 2016年6月 一 課程設(shè)計(jì)目的：在車輛日漸增多的今天，人們也越來越關(guān)注交通問題，而交通燈在安全行車過程中無疑起著十分重要的作用?，F(xiàn)在交通燈一般都設(shè)在十字路口，用紅、綠、黃三種顏色的指示燈和一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來控制行車,對(duì)一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用,但根據(jù)實(shí)際行車過程中出現(xiàn)的情況,主要有如下幾個(gè)缺點(diǎn):1、車道輪流放行時(shí)間相對(duì)固定,不能根據(jù)實(shí)際情況中兩個(gè)車道的車輛多少來設(shè)置改變通行時(shí)間；2、沒有考慮緊急車輛通過時(shí),兩車道應(yīng)采取的措施。譬如,有消防車通過執(zhí)行緊急任務(wù)時(shí),兩

2、個(gè)車道的車都應(yīng)停止,讓緊急車輛通過。因此如何合理高效地利用交通燈指示交通情況，是一個(gè)亟需解決的問題。交通燈是采用計(jì)算機(jī)通過編寫匯編語言程序控制的。紅燈停，綠燈行的交通規(guī)則。廣泛用于十字路口,車站,碼頭等公共場(chǎng)所,成為人們出行生活中不可少的必需品,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用,使得交通燈的功能多樣化,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式交通燈,交通燈的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了交通燈的功能。諸如閃爍警示、鳴笛警示，時(shí)間程序自動(dòng)控制、倒計(jì)時(shí)顯示，所有這些，都是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的。還可以根據(jù)主、次干道的交通狀況的不同任意設(shè)置各自的不同的通行時(shí)間?；蛘呓o紅綠色盲聲音警示的人性化設(shè)計(jì)。現(xiàn)在的交通燈系

3、統(tǒng)很多都增加了智能控制環(huán)節(jié)，比如對(duì)闖紅燈的車輛進(jìn)行拍照。當(dāng)某方向紅燈亮?xí)r，此時(shí)相應(yīng)的傳感器開始工作，當(dāng)有車輛通過時(shí)，照相機(jī)就把車輛拍下。要將交通燈系統(tǒng)產(chǎn)品化，應(yīng)該根據(jù)客戶不同的需求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，應(yīng)該在程序中增加一些可以人為改變的參數(shù)，以便客戶根據(jù)不同的需要隨時(shí)調(diào)節(jié)交通燈。因此，研究交通燈及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義二 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)有一個(gè)十字路口，1、3為南北方向，2、4為東西方向。初始為四個(gè)路口的紅燈全亮，之后，1、3路口的綠燈亮，2、4路口的紅燈亮，1、3路口方向通車； 延時(shí)一段時(shí)間后，1、3路口的綠燈開始閃爍，閃爍若干次以后，1、3 路口黃燈亮，后1、3路口紅燈亮，而同時(shí)2、4路

4、口的綠燈亮，2、4路口方向通車；延時(shí)一段時(shí)間后，2、4 路口的綠燈熄滅，而綠燈開始閃爍，閃爍若干次以后，1、3路口紅燈亮，而2、4路口黃燈亮，再切換到1、3路口方向，之后重復(fù)上述過程。三 問題分析及硬件介紹： 本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為利用8086、8255等接口，實(shí)現(xiàn)控制十二個(gè)二極管亮滅的過程。需要PC機(jī)一臺(tái)，8255并口：用做接口芯片。LED：共12個(gè)LED燈。還有8086芯片，8253a定時(shí)器等器材. 將8086和74273、74154和8255連接起來.需用到8255的六個(gè)輸出端口。所以要求8255工作在方式0，因?yàn)槎O管是共陽的，所以輸出低電平二極管才會(huì)亮。8086用作cpu，三個(gè)7427

5、3是鎖存器，鎖存地址。用軟件proteus7.8畫出電路圖，加載程序到8086cpu，進(jìn)行模擬。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8086簡(jiǎn)介Intel8086是16位的微處理器（其內(nèi)部總線為16位，外部總線為8位，故稱為準(zhǔn)16位微處理器），它采用HMOS工藝40條引腳封裝。8086工作時(shí)使用5V電源，時(shí)鐘頻率5MHz（8086-1為10MHz，8086-2為8MHz）它有20根地址線，故可尋址的內(nèi)存空間為1MB【9】。另外，Intel公司同期推出的Intel8088微處理器一種準(zhǔn)16位微處理器，其內(nèi)部寄存器，內(nèi)部操作等均按16位處理器設(shè)計(jì)，與Intel8088微處理器基本上相同，不同的是其對(duì)外的數(shù)據(jù)線只有8位，目

6、的是為了方便地與8位I/O接口芯片相兼容。如圖所示是8086CPU的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)。從功能上來看，8086CPU可分為兩部分，即總線接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和執(zhí)行部件EU（ExecutionUnit）。(1)8086的主要特性Intel8086/8088CPU是Intel公司推出的高性能的微處理器，具體如下主要特性：(a)8086CPU數(shù)據(jù)總線為16位，8088CUP數(shù)據(jù)總線為8位。(b)地址總線都是20位，低16位用于數(shù)據(jù)總線復(fù)用，可直接尋址為1MB的存儲(chǔ)空間。(c)有16位的端口地址，可以尋址64KB的I/O端口。(d)有99條基本指令，指令功能強(qiáng)大。(e)有9種基

7、本尋址方式。(f)可以處理內(nèi)部和外部中斷，外部中斷源多達(dá)256個(gè)。(g)兼容性好，8086、8085在源程序一級(jí)兼容。(h)8086/8088標(biāo)準(zhǔn)主頻為5MHz，8086/8088-2主頻為8MH【3】。(i)支持單處理器或多處理器系統(tǒng)工作。(2)8086CPU寄存器結(jié)構(gòu)8086CPU中有14個(gè)16位的寄存器,其中有4個(gè)16位的通用寄存器,2個(gè)16位指針寄存器,2個(gè)16位變址寄存器,1個(gè)16位指令指針及1個(gè)16位標(biāo)志寄存器【8】。通用寄存器包括累加器AX，基址寄存器BX，計(jì)數(shù)寄存器CX，數(shù)據(jù)寄存器DX四個(gè)寄存器，位于CPU的EU中，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器可存放16位操作數(shù)， 也可拆成兩個(gè)8位寄存器，用

8、來存放8位操作數(shù)。指針和變址寄存器包括：堆棧指針SP、基址指針BP、源變址寄存器SI、和目的變址寄存器DI四個(gè)16位寄存器，可以來存放數(shù)據(jù)和地址。段寄存器包括：代碼段寄存器CS，數(shù)據(jù)段寄存器DS，附加段寄存器ES，堆棧段寄存器SS【4】。8255簡(jiǎn)介8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外

9、設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。它具有A、B、C 三個(gè)并行接口，并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與I/O 設(shè)備或被控制對(duì)象之間傳遞信息。CPU和接口之間的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時(shí)傳遞8 位、16 位、32 位等。用+5V單電源，能在三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通工作方式【3】。8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如圖所示。具體的各引腳功能如下【3】:D0D7為雙向數(shù)據(jù)信號(hào)線，用來傳送數(shù)據(jù)和控制字。RD為讀信號(hào)線，與其它信號(hào)線一起實(shí)現(xiàn)

10、對(duì)8255接口的讀操作通常接系統(tǒng)總線的IOR信號(hào)。WR為寫信號(hào)線，與其它信號(hào)一起實(shí)現(xiàn)對(duì)8255的寫操作，通常接系統(tǒng)總線的IOW。CS為片選信號(hào)線，當(dāng)它為低電平（有效）時(shí)，才能選中該8255芯片，也才能對(duì)8255進(jìn)行操作【6】。A0，A1為口地址選擇信號(hào)線。8255內(nèi)部有3個(gè)口；A口，B口，C 口，還有一個(gè)控制寄存器，它們可由程序?qū)ぶ?。A0，A1上的不同編碼可分別尋址上述3個(gè)口和一個(gè)控制寄存器,具體規(guī)定如表1所示。表1 8255的尋址方式A1A0選擇00A口01B口10C口11控制寄存器通常 A0，A1分別接系統(tǒng)總線A0和 A1，它們與CS一起來決定8255的接口地址。RESET為復(fù)位輸入信號(hào)。

11、此端上的高電平可使8255復(fù)位。復(fù)位后，8255的A口，B口，C 口均被定為輸入狀態(tài)。PA0PA7為A口的8條輸入輸出信號(hào)線。PB0PB7為B口的8條輸入輸出信號(hào)線。PC0PC7，8條線根據(jù)其工作方式可作為數(shù)據(jù)的輸入或輸出線，也可以用作控制信號(hào)的輸出或狀態(tài)信號(hào)的輸入線【7】。8255 工作方式控制字和C口按位置位/復(fù)位控制字格式如圖3所示。【4】8255的工作方式主要有工作方式0、工作方式1和工作方式2。其中端口A可以工作在三種方式中的任一種；端口B只能工作在方式0和方式1；端口C通常作為控制信號(hào)使用，配合端口A和端口B的工作。在交通燈控制的設(shè)計(jì)中只用到了工作方式0。四 硬件原理圖：五 主要程

12、序：;SAMPLE.ASM.MODEL SMALL.8086.stack.code.startup mov dx,0206h ;將控制端口的地址送給dx mov ax,80h ;將控制字送給ax out dx,ax ;將控制字送給控制端口 mov dx,0200h ;將a端口的地址送給dx mov ax,0ffh ;將初始化數(shù)據(jù)送給ax out dx,ax ;將端口初始化 s0: mov ax,0bbh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)送給dx，讓4個(gè)紅燈亮 call delay5 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s s1: mov ax,0beh ;將數(shù)據(jù)B送給ax ou

13、t dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)送給dx，使南北綠燈亮，東西紅燈亮 call delay5 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s mov cx,6 ;將 lp: mov ax,0bfh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)送給dx，使南北綠燈滅，東西紅燈亮 call delay05 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s mov ax,0beh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)給dx，實(shí)現(xiàn)南北綠燈亮，東西紅燈亮 call delay05 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s loop lp ;循環(huán)實(shí)現(xiàn)綠燈的亮滅循環(huán)閃爍約6次 mov ax,0bdh ;將數(shù)據(jù)B送給ax

14、out dx,ax ;將ax送給dx，實(shí)現(xiàn)南北黃燈亮，東西紅燈亮 call delay3 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持3-4s mov ax,0ebh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)送給dx，實(shí)現(xiàn)南北紅燈亮，東西綠燈亮 call delay5 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s mov cx,6 ;將 lp1:mov ax,0fbh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax數(shù)據(jù)送給dx，實(shí)現(xiàn)南北紅燈亮，東西綠燈滅 call delay05 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s mov ax,0ebh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax送給dx，實(shí)現(xiàn)南北紅

15、燈亮，東西綠燈亮 call delay05 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持4-5s loop lp1 ;循環(huán)實(shí)現(xiàn)綠燈的亮滅循環(huán)閃爍約6次 mov ax,0dbh ;將數(shù)據(jù)B送給ax out dx,ax ;將ax送給dx，實(shí)現(xiàn)南北紅燈亮，東西黃燈亮 call delay3 ;調(diào)用延時(shí)程序子程序，維持3-4s jmp s0 ;無條件跳轉(zhuǎn)至程序S0，實(shí)現(xiàn)控制循環(huán) delay5 proc near push cx mov bx,250 dy1:mov cx,5882 dy2:loop dy2 dec bx jnz dy1 pop cx ret delay5 endp delay05 proc near push cx mov bx,25 dy3:mov cx,5882 dy4:loop dy4 dec bx jnz dy3 pop cx ret delay05 endp delay3 proc near push cx mov bx,150 dy5:mov cx,5882 dy6:loop dy6 dec bx jnz dy5 pop cx ret delay3 endp .dataEND1. 結(jié)果分析：電路運(yùn)行正常，交通燈按正