微機(jī)原理課設(shè)帶數(shù)碼管顯示的交通燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計

1、成績南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）題 目帶數(shù)碼管顯示的交通燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計課 程名稱微機(jī)原理及應(yīng)用院系專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計地點(diǎn)指導(dǎo)教師設(shè)計起止時間：2013年12月23日至2017年12月27日一、方案說明 21、硬件設(shè)計 2、硬件接線圖 2、主機(jī)接線說明 32、軟件設(shè)計 3、程序流程圖4二.源程序清單 5三、調(diào)試現(xiàn)象 10四、心得體會 121 .課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到的目的FHVC FF , m m «FF m m « m ,一!*«一!*«！W一!*«*¥一!*«*¥*«I通過課程設(shè)計加深理解課堂教

2、學(xué)內(nèi)容，掌握微機(jī)原理的基本應(yīng)用方法。通過實(shí)驗(yàn)熟悉微機(jī)基本接口芯片的外型、弓I腳、編程結(jié)構(gòu)，掌握匯編語言程序設(shè)計和微機(jī)基本接 口電路的設(shè)計、應(yīng)用方法，做到理論聯(lián)系實(shí)際。2 .課程設(shè)計題目及要求FBTI! HF 一一 h* HF 一一加*TW FF 十1）FF 01一 -石1FF 一YW FF hr hBYW FF hl- hl：FF hF hl：FF hl" hl：FF * 題目：交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計利用STAR ES598PC厘驗(yàn)儀的硬件資源設(shè)計一個“帶時間顯示的交通信號燈模擬控 制系統(tǒng)”。所有輸入該裝置信號采用STARES598PCI實(shí)驗(yàn)儀上的狀態(tài)輸入開關(guān)，東西、南 北方向

3、的紅綠黃燈采用實(shí)驗(yàn)儀上的 LED發(fā)光二極管模擬，東西、南北方向的信號燈變化， 通行倒計時時間用數(shù)碼管顯示。1、功能要求：1）假設(shè)在一個A道（東西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安裝有自動信號 燈。當(dāng)A道和B道均有車輛要求通過時，A道和B道輪流放行。A道放行10秒鐘，B道 再放行10秒鐘，依次輪流。綠燈轉(zhuǎn)換紅燈前黃燈亮 4秒鐘。2）夜間工作時A道（東西方向）和B道（南北方向）的黃燈閃爍，綠燈和紅燈不亮（實(shí) 驗(yàn)時用開關(guān)K8控制）。3）開關(guān)K8=0,則工作在以上功能（1）;開關(guān)K8=1,則工作在以上功能（2）。2、難度要求：1）基本要求：采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸入

4、K8控制開關(guān)信號， 用循環(huán)程序軟件定時實(shí)現(xiàn)功能要求；（60分）2）中級要求：采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸入K8控制開關(guān)信號， 用8253硬件定時，軟件查詢方式實(shí)現(xiàn)功能要求；（80分）3）高級要求：在中級要求的基礎(chǔ)上，增加用 8255 PB 口動LED數(shù)碼顯示器顯示綠 燈倒計時秒數(shù)，從9倒計數(shù)到0,倒計數(shù)到4時黃燈亮。（100分）一、設(shè)計說明硬件方面：8253產(chǎn)生1HZ的方波，脈沖到8259的IR1端，產(chǎn)生中斷，調(diào)中斷服務(wù)子 程序。在加入緊急車道后，單脈沖（）連到 8259的IRO端，產(chǎn)生一個高級的中斷請求信 號。軟件方面：主程序先對各個硬件初始化，在開CPU中斷，然后

5、空操作，等待中斷。執(zhí)行低級中斷（IR1）時，8255的PA 口負(fù)責(zé)選數(shù)碼管，PB 口負(fù)責(zé)顯示數(shù)字，用查表法可 查到09的數(shù)碼管編碼。采用循環(huán)掃描方法，人眼即可看到連續(xù)的二位數(shù)。當(dāng)?shù)褂嫊r減到零時，對紅綠燈取反。若 手動上下?lián)軇訂蚊}沖（）一次，則產(chǎn)生一個高級中斷（IR0）,程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行此中斷處理程 序，處理完后返回繼續(xù)執(zhí)行低級中斷（IR1）。1、硬件設(shè)計、硬件接線圖連線說明:C5 區(qū)：CS A0、A1A3 區(qū)：CS3 A0、A1C5區(qū)OUT0C5區(qū)CLK1C5區(qū)GATE0 GATE1C1區(qū)VCCC5區(qū)CLK0B2區(qū)2MC5區(qū)OUT1B3區(qū)IR1B3區(qū)CS A0A3區(qū)CS2 A0B3 區(qū)：INT、I

6、NTAES8688: INTR INTAB3 區(qū)：IR0B2區(qū)：單脈沖（.n.）B4 區(qū)：CS A0、A1A3 區(qū)：CSt A0、A1B4 區(qū)：PAD、PB口G5區(qū)：C 口、B 口B4 區(qū)：PC口G6 區(qū)：JP65 （ LED燈）實(shí)物連線圖2、軟件設(shè)計1、程序流程圖CX=0?Y8253初始化給8253賦初值調(diào)8259初始化程序調(diào)寫中斷向量表子程序紅綠燈初始化（東西方向通 行）寫入計數(shù)值（十六進(jìn)制）CPU開中斷,是否有中斷?YIR1,低級中斷）一2.設(shè)計思路 8255交通信號燈的燈光變化和數(shù)碼顯示通過8255實(shí)現(xiàn)控制。8255是一種具有多種功能的可編程并行通信接口電路芯片。芯片包括A、B C三個

7、數(shù)據(jù)端口、 A組控制部件、B組控制部件、讀寫邏輯控制電路、數(shù)據(jù)總線緩沖器。8255有三種工作方式，其中方式 0是基本輸入/輸出方式，適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路。本設(shè)計中，PA 口用于輸出信號控制燈光的變化（D6D5=0Q D4=0）, PB 口用于輸出信號控制數(shù)碼管的顯示（D2=0, D1=0）, PC0用于輸入K8的控制開關(guān)信號，PC1用于輸入用于硬件延時的方波信號（D0=1）。PC7用于輸出控制數(shù)碼管工作/不工作的信號（D3=0）。故寫入方式控制字為 B=81Hi8255A輸入/輸出信號接線方案如下表所示:8255-PB輸出方式PCH輸出方式8255-PA輸出方式PCL輸入方式引

8、腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸入信號PB7PB7- DP段PB6- G 段PB5- F 段PB4 E 段PB3- D 段PB2- C 段PB1一B 段PB0- A 段PC7數(shù)碼管的 位碼選擇 PC7=Q 貝U 該位選中PA7不用（滅）PB6PA6南北紅燈PB5PA5南北黃燈PB4PA4南北綠燈PB3PA3不用（滅）PC3PB2PA2東四紅燈PC2PB1PA1東四黃燈PC18253-OUTOPB0PA0東四綠燈PC0開關(guān)K8輸入a.燈光顯示：送低電平則燈亮，送高電平則燈滅。東西綠燈，南北紅燈：PA0PA7應(yīng)輸出01111101B=7DH東西閃燈，南北紅燈：黃燈亮，紅燈亮PAO- PA7

9、應(yīng)輸出B=0BDH黃燈滅，紅燈亮 PAO- PA7應(yīng)輸出B=OFDH東西紅燈，南北綠燈：PAOPA7應(yīng)輸出B=0D7H東西紅燈，南北黃閃：紅燈亮，黃燈亮PAO- PA7應(yīng)輸出B=ODBH紅燈亮，黃燈滅 PAO- PA7應(yīng)輸出B=ODFH 8253交通信號燈亮、滅的時間及數(shù)碼管的倒計時間隔都通過8253控制。8253可編程定時/計數(shù)器是Intel公司生產(chǎn)的通用外圍接口芯片，它有三個獨(dú)立的16位計數(shù)器，計數(shù)范圍為O2MHz 8253有6種工作方式，其中方式三是方波發(fā)生器方式。本設(shè)計中選用通道 0, CLK0接1953Hz的時鐘信號，GATE眼高電平 VCC OUTO接8255的PC1。因 為需要產(chǎn)

10、生周期為的方波，即產(chǎn)生 2Hz的方波而固有頻率為 1953Hz,故分頻系數(shù) N=1953/2=976。由于 選用了通道 0 （SC1 SC0=00）,工作在方式 3 （M2 M1 M0=011）,對計數(shù)器進(jìn)行讀寫/操作時，先送低 8 位，再送高8位（RW1RW0=11,計數(shù)器的數(shù)值采用 10進(jìn)制（BCD=1,故初始化時命令字為 00110111B=37Ho4、運(yùn)行情況和結(jié)論(1)實(shí)際情況運(yùn)行時的圖片(2)結(jié)論本設(shè)計基本完成了任務(wù)書中所要求的功能。a.白天模式：東西方向和南北方向各放行10秒。綠燈轉(zhuǎn)紅燈前黃燈閃爍 4秒。LED數(shù)碼顯示器顯示倒數(shù)計時，從9倒數(shù)到0;倒數(shù)到4時黃燈亮。有待改進(jìn)之處:

11、a. 夜間模式能在 1s 內(nèi)切換到白天模式。但在白天模式必須等一個循環(huán)結(jié)束后才能切換。延時程序不精確，最大存在的誤差。C. 東西南北放行時間不準(zhǔn)確，數(shù)碼管顯示時間存在誤差5、系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法遇到的問題：不能立刻從白天模式切換到夜晚模式解決的方法： 修改了代碼， 在白天每次燈閃爍的后面判斷是否切換， 如果切換就跳到黃燈循環(huán)模式， 由于程序長度限制，需要每隔一段設(shè)置一個中間點(diǎn) jmp. 源程序清單.MODEL TINYCOM_ADDR EQU 0B003HT0_ADDREQU0B000HT1_ADDREQU0B001HT2_ADDREQU0B002HCOM_ADD EQU 0F003HP

12、A_ADDEQU0F000HPB_ADDEQU0F001HPC_ADDEQU0F002H.STACK 300.DATALED_DATA DB BDB BDB BDB BDB 00111011BDB BSHUMA DB 01111111BDB 00000110BDB 01011011BDB 01001111B01100110B01101101B01111101B00000111B01111111BDBDBDBDBDBCNT0DBCNT3DB.CODESTART:MOVMOVMOVMOVOUTMOVMOVOUTMOVINANDOROUTMOVMOVLP:CALLMOVAX,DATADS,AXDX,

13、COM_ADDAL,88HDX,ALDX,COM_ADDRAL,0B0HDX,ALDX,PC_ADDAL,DXAL,0FEHAL,01HDX,ALCNT0,0CNT3,0DL500msDX,PC_ADDIN AL,DXJMP JMP1K7: MOVCH,CNT3CMPCH,0JZ RRSRRM: MOVAL,5XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALJMPLAST0RRS: MOVAL,4XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALCALL DL500msMOVAL,5XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALLAST0: MOVDX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX

14、,ALXORCH,0FFHMOVCNT3,CHMOVCNT0,0JMPLPJMP1: MOVDX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,20HJNZ JMP2MOVDX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,40HJNZ K5JMPJMP3K5: MOVAL,1XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALMOVDX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX,ALMOVCNT0,0MOVCNT3,0JMPLPJMP2: MOVDX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,40HJZ K6JMPJMP3K6: MOVAL,3XLATMOVDX,PA_ADDOUTDX,ALMOV

15、DX,PB_ADDMOVAL,00HOUTDX,ALMOVCNT0,0MOVCNT3,0JMPLPLP1: JMPLPJMP3: MOVCNT3,0MOVCH,CNT0SHRCH,1LEABX,LED_DataCMPCH,0JZ RYCMPCH,8JB GRCMPCH,8JZ YRJMPRGRG:MOV AL,3XLATMOV DX,PA_ADDOUT DX,ALPUSH BXLEA BX,SHUMAMOV AL,14XLATSUB AL,CHMOV DX,PB_ADDOUT DX,ALPOP BXLAST: INC CNT0CMP CNT0,28JNZ LP1MOV CNT0,0JMP LP

16、1RY:MOV AL,0XLATMOV DX,PA_ADDOUT DX,ALMOV DX,PB_ADDMOV AL,00HOUT DX,ALJMP LASTGR:MOV AL,1XLATMOV DX,PA_ADDOUT DX,ALPUSH BXLEA BX,SHUMAMOV DX,PB_ADDMOV AL,8SUB AL,CHXLATMOV DX,PB_ADDOUT DX,ALPOP BXJMP LASTYR:MOV AL,2XLATMOV DX,PA_ADDOUT DX,ALMOV DX,PB_ADDMOV AL,00HOUT DX,ALJMP LASTDL500ms PROC NEARMO

17、V DX,T2_ADDRMOV AL,24HOUT DX,ALMOV AL,0F4HOUT DX,ALDELAY: MOV DX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,10HJZ DELAYRETDL500ms ENDPEND START三、調(diào)試現(xiàn)象1.調(diào)試現(xiàn)象程序調(diào)試時，交通信號燈系統(tǒng)初始狀態(tài)為所有紅燈閃爍4次，數(shù)碼管此時不顯示；系統(tǒng)初始狀態(tài)之后東西向車行道綠燈亮，南北向車道紅燈亮；當(dāng)數(shù)碼管數(shù)字減為0時，東西向、南北向紅綠燈交換亮，即南北向車行道綠燈亮， 東西向車道紅燈亮， 數(shù)碼管數(shù)字減為0秒后，紅綠燈再次交換，如此循環(huán)重復(fù)。 當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生緊急狀況時，可撥單脈沖，使調(diào)試狀態(tài)重新進(jìn)入初始化

18、，此時數(shù)碼管停止計時（滅），初始化狀態(tài)結(jié)束后，繼續(xù)從剛剛被停止時刻開始計時，紅綠燈狀態(tài)仍為停止時刻的狀態(tài)。四、心得體會一個星期的微機(jī)原理課程設(shè)計終于結(jié)束了。在整整一星期的日子里， 從剛開始的完全迷惑到最后的豁然開朗，真是經(jīng)歷了很多，但是卻讓我們學(xué)到很多的東西，不僅可以鞏固了課上所學(xué)過的理論知識， 而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。以前在上課的時候，老師經(jīng)常強(qiáng)調(diào)在寫一個程序的時候，一定要事先把程序原理方框圖畫出來，但是我開始總覺得這樣做沒必要，很浪費(fèi)時間。但是，這次課程設(shè)計完全改變了我以前的那種錯誤的認(rèn)識，以前我接觸的那些程序都是很短、很基礎(chǔ)的，但是在課程設(shè)計中碰到的那些需要很多代碼才能完成的任務(wù)，畫程序方框圖是很有必要的。因?yàn)橥ㄟ^程序方框圖， 在做設(shè)計的過程中，我們每一步要做什么， 每一步要完成什么任務(wù)都有一個很清楚的思路，而且在程序測試的過程中也有利于查錯。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問：調(diào)試程序時，發(fā)現(xiàn) 只有初始化狀態(tài)顯示，知道了中斷程序進(jìn)不去， 就開始查中斷程序，最后查出原來