微機原理與接口技術課程設計-基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計

1、微機原理與接口技術課程設計 課程設計題目： 基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計 班級專業(yè)： 姓 名： 學 號： 指導老師： 地點： 微機原理與接口技術實驗室 基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計第一部分 概論十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。井然秩序的實現，靠的是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式有很多。本系統(tǒng)采用8255A芯片實現了A口設置紅、綠、黃燈點亮時間的功能，從而控制LED發(fā)光二極管實現紅、黃、綠燈循環(huán)點亮。另外結合日常生活經驗，并且從亞殘會中對殘疾人的生活不便中得出感悟，采用8253進行控制揚聲器，在紅、綠燈變換之間黃燈閃爍時，同時添加了

2、“聲音提示"功能。整個系統(tǒng)具有固定的“紅燈黃燈綠燈”轉換間隔，并自動切換，對東西南北方向的道路進行“自動”的控制。但是，經過小組成員提出的各種假設，發(fā)現此系統(tǒng)需要加入更多人性化的元素：交警可以根據實際的路面情況，針對不同的突發(fā)事件，進行手工控制紅綠燈的轉換。例如救護車警車執(zhí)行緊急任務；例如東西道路塞車，南北道路空閑無車輛行駛時，需要靈活調節(jié)紅綠燈的轉化。通過8255并口控制，可以達到更加人性化的效果從而方便各種人群。1.1設計任務： 交通信號燈的控制（1）通過8255并行接口來控制LED發(fā)光二極管的亮滅，并適當延時。（2）黃燈閃爍時，通過8253控制揚聲器發(fā)出聲音，以提醒燈的轉換 。

3、（3）通過8255并口控制，人工進行交通燈的轉換。1.2 任務要求（1）南北路口的綠燈、東西路口的紅燈同時亮5秒左右。（2）南北路口的黃燈閃爍若干次，揚聲器鳴叫，同時東西路口的紅燈閃爍。（3）南北路口的紅燈、東西路口的綠燈同時亮5秒左右。（4）南北路口的紅燈閃爍、同時東西路口的黃燈亮閃爍若干次，揚聲器鳴叫。（5） 轉(1)重復。緊急情況可以手動控制紅綠燈的變換。1.3設計原理電路原理：本課題的設計可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內部已經連接，用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設計及實現相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖所示。硬件電路由定時模塊、發(fā)光二極管

4、模塊、數碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。定時模塊是由8254的計數器0來實現定時100ms。Clk0接實驗平臺分頻電路輸出Q6，f46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255輸出來控制計數器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定時完成申請中斷，進入中斷服務程序。發(fā)光二極管顯示模塊由8255輸出來控制發(fā)光二極管的亮滅。8255輸出為低電平時，對應的發(fā)光二極管就點亮，否則就熄滅。程序原理:計數器0的計數初值為25000，由于CLK0接脈沖信號，頻率為2.5MHZ，所以每10ms中斷一次。利用CX對不同的狀態(tài)時間計數，用來實現計數器0對1分鐘，20秒鐘，5秒鐘的定時。中斷子程序分為數碼

5、顯示刷新部分和紅綠黃燈各種狀態(tài)切換部分。每進入中斷即刷新LED顯示。用對于東西車道和南北車道黃燈閃爍利用標志位判斷實現，滿足比較條件就暗，不滿足條件就亮。8254計數的起停由8255的PA0控制，8255的PA0輸出1時，8254開始計數，交通燈按正常狀態(tài)切換工作，PA0輸出0時，計數器停止工作，交通燈不再按正常狀態(tài)切換。8254開始計數后每100ms發(fā)出一個中斷申請信號，在中斷子程序中先刷新數碼管，然后判斷當前狀態(tài)，進入相應的處理程序進行處理。主程序負責系統(tǒng)的初始化，然后數碼管數據輸出顯示，同時檢測PC鍵盤按鍵，有按鍵就退出程序。主程序的流程圖如圖所示。定時中斷子程序是本設計的重點，負責完成

6、數碼管輸出數據刷新和各個狀態(tài)的處理切換。中斷子程序包括數碼管輸出數據刷新程序和各狀態(tài)處理程序。數碼管輸出數據刷新子程序是實現倒計時25s，用LEDOUT表示輸出的數據，cnt用來軟件計時1s，就是計數10個100ms。LED輸出是要將輸出的數據轉化為段選碼。根據當前的狀態(tài)跳轉到相應的處理程序，在處理程序中完成定時和狀態(tài)的切換。狀態(tài)1和3的流程是一樣的，先點亮對應的交通燈，再判斷定時到了就可以切換了。狀態(tài)2和4要實現黃燈的閃爍，間隔點亮和熄滅就可以了。狀態(tài)1和3處理程序的流程圖（以狀態(tài)1為例）如圖所示，其中NUM是狀態(tài)1對應的PC口輸出。外部中斷服務子程序主要用來處理緊急情況，將2個方向的車都停

7、止運行，點亮所有紅燈。下次中斷來時恢復以前的狀態(tài)。用一個標志位FLAG判斷是第一次進入還是恢復狀態(tài)。第二部分 硬件設計2.1線路示意圖8255連接圖:8253連接圖:2.2 8255A的工作原理1、8255A的內部結構:1) 數據總線緩沖器:這是一個雙向三態(tài)的8位數據緩沖器，它是8255A與微機系統(tǒng)數據總線的接口。輸入輸出的數據、CPU輸出的控制字以及CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過這個緩沖器傳送的。2) 三個端口A，B和C:A端口包含一個8位數據輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數據輸入鎖存器。B端口包含一個8位數據輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個8位數據輸入緩沖器。C端口包含一個8位數據輸出鎖存器和緩

8、沖器，一個8位數據輸入緩沖器(輸入沒有鎖存器)。3) A組和B組控制電路:這是兩組根據CPU輸出的控制字控制8255工作方式的電路，它們對于CPU而言，共用一個端口地址相同的控制字寄存器，接收CPU輸出的一字節(jié)方式控制字或對C口按位復位字命令。方式控制字的高5位決定A組的工作方式，低3位決定B組的工作方式。對C口按位復位命令字可對C口的每一位實現置位或復位。A組控制電路控制A口和C口上半部，B組控制電路控制B口和C口下半部。4) 讀寫控制邏輯:用來控制把CPU輸出的控制字或數據送至相應端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數據通過相應的端口送到CPU。2、8255A的 工作方式:方式0-基本輸入輸

9、出方式；方式1-選通輸入輸出方式；方式2-雙向選通輸入輸出方式。3、引腳信號8255A的引腳如有：分為數據線、地址線、讀/寫控制線、輸入/輸出端口線和電源線。D7D0（data bus）：三態(tài)、雙向數據線，與CPU數據總線連接，用來傳送數據。（chip select）：片選信號線，低電平有效時，芯片被選中。A1, A0（port address）：地址線，用來選擇內部端口。（read）：讀出信號線，低電平有效時，允許數據讀出。（write）：寫入信號線，低電平有效時，允許數據寫入。RESET（reset)：復位信號線，高電平有效時，將所有內部寄存器（包括控制寄存器）清0。PA7PA0（port

10、 A）：A口輸入/輸出信號線。PB7PB0（port B）：B口輸入/輸出信號線。PC7PC0（port C）：C口輸入/輸出信號線。VCC：5V電源。 GND：電源地線。第三部分 軟件設計3.1流程如下主程序中主要是通過初始化8255，然后將PC口設置成為輸出口，將PC口與LED燈連接起來。 開始芯片初始化，寫8255，8253的方式字延時（通過設置指令的循環(huán)次數實現）輸入數字“1”，開始運行東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，時間約5秒東西方向黃燈閃爍，南北方向紅燈閃爍，揚聲器鳴叫，時間約5秒東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，時間約5秒東西方向紅燈閃爍，南北方向黃燈閃爍，揚聲器鳴叫，時間約5秒是

11、否有按任意鍵退出？結束程序，退出3.2程序清單data segmentio8255a equ 28ahio8255aa equ 288hio8255b equ 28bhio8253a equ 280hio8253b equ 283hportc1 db 24h,44h,04h,44h,04h,44h,04h ;六個燈可能 db 81h,82h,80h,82h,80h,82h,80h ;的狀態(tài)數據 db 0ffh ;結束標志string1 db '*',0ah,0dh,'$'string2 db '* auto traffic lights *',0

12、ah,0dh,'$'string3 db '*',0ah,0dh,'$'string4 db '*',0ah,0dh,'$'stringstart db ' PRESS 1 TO START ',0AH,0DH,'$'string5 db '*',0ah,0dh,'$'string6 db '*',0ah,0dh,'$'STRINGEND DB ' PRESS ANY KEY TO EXIT ',0AH,

13、0DH,'$'string7 db '*',0ah,0dh,'$'table dw 524data endscode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax MOV AH,0FH ; 清屏 INT 10H MOV AH,0h INT 10H LEA DX,string1 MOV AH,09H INT 21H LEA DX,string2 MOV AH,09H INT 21H LEA DX,string3 MOV AH,09H INT 21H LEA DX,string4

14、 MOV AH,09H INT 21H LEA DX,STRINGSTART MOV AH,09H INT 21H LEA DX,string5 MOV AH,09H INT 21HKEY:MOV AH,01H INT 21H CMP AL,"1" JNZ KEY MOV AH,0FH ; 清屏 INT 10H MOV AH,0h INT 10H LEA DX,string6 MOV AH,09H INT 21H LEA DX,STRINGEND MOV AH,09H INT 21H LEA DX,string7 MOV AH,09H INT 21H mov dx,io82

15、55b mov al,80h out dx,al ;設置8255為C口輸出 mov dx,io8255are_on: mov bx,0on: mov al,portc1bx push ax push Bx push Cx push Dx test al , 42h jz contsin: call singcont: pop DX POP CX POP BX POP AX out dx,al cmp al,0ffh jz re_on out dx,al ;點亮相應的燈 inc bx mov cx,250 ;參數賦初值 test al,21h ;是否有綠燈亮 jz de1 ;沒有,短延時 mov

16、 cx,2000 ;有,長延時de1: mov di,9000 ;di賦初值9000de0: dec di ;減1計數 jnz de0 ;di不為0 loop de1 push dx mov ah,06h mov dl,0ffh int 21h pop dx jz on ;沒有,轉到onexit: mov ah,4ch ;返回 int 21hsing proc near mov al,31h sub al,31h shl al,1 ;轉為查表偏移量 mov bl,al ;保存偏移到bx mov bh,0 mov ax,4240H ;計數初值 = 1000000 / 頻率, 保存到AX mov

17、dx,0FH div word ptrtable+bx mov bx,ax mov dx,io8253b ;設置8253計時器0方式3 mov al,00110110B out dx,al mov dx,io8253a mov ax,bx out dx,al ;寫計數初值低字節(jié) mov al,ah out dx,al ;寫計數初值高字節(jié) mov dx,io8255b ;設置8255 A口輸出 mov al,10000000B out dx,al mov dx,io8255aa mov al,03h out dx,al ;置PA1PA0 = 11(開揚聲器) call delay ;延時 mov

18、 al,0h out dx,al ;置PA1PA0 = 00(關揚聲器 sing endpdelay proc near ;延時子程序 push cx push ax mov ax,15x1: mov cx,0ffffhx2: dec cx jnz x2 dec ax jnz x1 pop ax pop cx retdelay endp code ends end start第四部分 系統(tǒng)測試與性能分析4.1系統(tǒng)測試 利用微機實驗箱上的8255A并行口、發(fā)光二級管以及揚聲器，構成發(fā)聲交通燈控制系統(tǒng)。測試結果與預期相同，東西、南北方向的紅、綠燈交錯亮滅。進入系統(tǒng)，根據菜單界面提示，按數字“1”開

19、始執(zhí)行程序；東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；5秒后東西方向綠燈滅，東西方向的黃燈和南北方向的紅燈閃爍；5秒后東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮；5秒后南北方向綠燈滅，東西方向的紅燈和南北方向的黃燈閃爍；5秒后東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；如此循環(huán)，知道按下任意鍵退出，程序結束。4.2測試圖示圖4-21 圖4-22 交通燈界面菜單：按1后自動演示圖4-23 交通燈界面菜單：按任意鍵后退出圖4-24按任意鍵后退出后界面4.3性能分析在本次設計中，使用了8259A中斷控制器、8254計數器、8255可編程并行接口實現了，對南北、東西方向交通的分別計時、分別控制，但是程序沒有實現對雙向交通的數碼顯示，數

20、碼顯示模塊空缺，會盡快將程序補全，使其具有完整的交通燈功與其他設計相比。 十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關鍵。當前，國內大多數城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈綠燈”轉換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時間控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各50秒；要么根據交通規(guī)律，東西方向60秒，南北方向40秒，時間控制都是固定的。交通燈的時間控制顯示，以固定時間值預先“固化”在單片機中，每次只是以一定周期交替變化。但是，實際

21、上不同時刻的車輛流通狀況是十分復雜的，是高度非線性的、隨機的，還經常受認為因素的影響。采用定時控制經常造成道路有效應用時間的浪費，出現綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。它不顧當前道路上交通車輛數的實際情況變化，其最大的缺陷就在于當路況發(fā)生變化時，不能滿足司機與路人的實際需要，輕者造成時間上的浪費，重者直接導致交通堵塞，導致城市交通效率的下降。 目前，有一種使用“模糊控制”技術控制交通燈的方法。能夠根據十字路口兩個方向上車輛動態(tài)狀況，自動判斷紅綠燈時間間隔，以保證最大車流量，減少道口的交通堵塞。但是卻不像定時控制，能用數字顯示器顯示當前燈色剩余時間，以便于駕駛員隨時掌握自己的駕駛動作，及時停車

22、或啟動。本次課程設計采用定時加中斷控制的方式進行,對兩個方向車輛的通行時間分別計時,可隨意進行更改雙向的通行時間。第五部分 總結體會此次實習可以說是獲益匪淺。通過查閱了很多資料，了解了許多匯編程序的思想，擴展了自己的視野，不再僅僅局限于書本中幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序的態(tài)度：仔細謹慎，精益求精。在程序中添加了黃燈閃爍，更加醒目。另外加入能夠實現各路口綠燈顯示時間不同，適應在主干道和支線路口中使用。在系統(tǒng)加電調試中，針對一些問題，熟練掌握了根據原理分步測試，將錯誤之處縮小的最小范圍內。實驗的完成需要扎實的基礎知識，這次實驗不僅是對課程內容掌握程度的一次考驗，而且是一次很好的訓練機會

23、，訓練了我們查找資料的能力。通過此次課程設計的鍛煉，自己的動手能力有了很大的提高，查找問題、解決問題的能力也有了相應的進步。在本次的實驗過程中，遇到很多困難，毫無頭緒的時候，毅力和堅持的勇氣很重要，支撐我們走過實驗的每一步。在這次課程設計的過程中，我無論是在關于 X86 系列的相關知識或在接口芯片的初始化及應用方面還是在利用所學到知識全面設計系統(tǒng)方面收獲都很大。為以后從事軟件的設計開發(fā)打下了良好的基礎樹立獨立從事研發(fā)的信心，同時也培養(yǎng)了我認真的做事態(tài)度。 通過設計交通燈數字控制系統(tǒng)將軟硬充分相結合，學會了很多有用的知識鍛煉了軟硬相互協調的能力。同時也增強了全面系統(tǒng)考慮問題的能力，以及硬件設計能

24、力。可以說這次課程設計很成功，在自己學習獨立思考的情況下找到了分析問題解決問題的方法。這對以后的學習和工作具有重要的指導意義！ 雖然花了很長時間編寫軟件程序設計，但這一切還是理論上的。希望學校能提供機會和條件，讓我們能夠去真正地將理論和實踐相結合。通過這次程序，感覺自己所掌握的知識是那么的有限，還有許多需要改進和不足的地方，同時也幫助了我怎樣學好這門課程，增加了我對這門學科的興趣。通過這次實習報告的設計，使我更加清楚以后的發(fā)展及學習的方向。 最后感謝老師這個學期的指導和幫助！ g an employment tribunal claimEmployment tribunals sort out

25、 disagreements between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if:· you don't agree with the disciplinary action your employer has taken against you· your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more informat

26、ion about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven't appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded

27、 to you as a result of your failure to appeal.Remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually acc

28、ept it.If you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed under Further help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.Most

29、 people find making a claim to an employment tribunal challenging. If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed under Further help.If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may

30、ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. This is known as a damages-based agreement. In England and Wales, your solicitor can't charge you more than 35% of your compensation  if you win the case.If you are thinking about signing

31、 up for  a damages-based agreement, you should make sure you're clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau.  To find your nearest CAB, including those that give advice by e-mail, click on&

32、#160;nearest CAB.For more information about making a claim to an employment tribunal, see Employment tribunals.The (lack of) air up there Watch mCayman Islands-based Webb, the head of Fifa's anti-racism taskforce, is in London for the Football Association's 150th anniversary celebration

33、s and will attend City's Premier League match at Chelsea on Sunday."I am going to be at the match tomorrow and I have asked to meet Yaya Toure," he told BBC Sport."For me it's about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was."Ue

34、fa has opened disciplinary proceedings against CSKA for the "racist behaviour of their fans" during City's 2-1 win.Michel Platini, president of European football's governing body, has also ordered an immediate investigation into the referee's actions.CSKA said th

35、ey were "surprised and disappointed" by Toure's complaint. In a statement the Russian side added: "We found no racist insults from fans of CSKA."Age has reached the end of the beginning of a word. May be guilty in his seems to passing a lot of different life became the appear

36、ance of the same day; May be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. Always feel oneself should go to do something, or write something. Twenty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel someth

37、ing, do it.一字開頭的年齡已經到了尾聲?；蛟S是愧疚于自己似乎把轉瞬即逝的很多個不同的日子過成了同一天的樣子；或許是追溯過去，對自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟，這些天以來，思緒一直很凌亂，在腦海中不斷糾纏。總覺得自己自己似乎應該去做點什么，或者寫點什么。二十年的人生軌跡深深淺淺，突然就感覺到有些事情，非做不可了。The end of our life, and can meet many things really do?而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？During my childhood, think lucky money and new clothes a

38、re necessary for New Year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional; Junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of alumni in peace, suddenly found that isn't rea

39、lly grow up, it seems is not so important; Then in high school, think don't want to give vent to out your inner voice can be in the high school children of the feelings in a period, but was eventually infarction when graduation party in the throat, later again stood on the pitch he has sweat pro

40、fusely, looked at his thrown a basketball hoops, suddenly found himself has already can't remember his appearance.童年時，覺得壓歲錢和新衣服是過年必備，但是隨著年齡的推進，會越來越發(fā)現，那些東西根本就可有可無；初中時，以為要有一場暗戀才意味著真正的成長，但三年過去后，自己心平氣和的寫同學錄的時候，突然就發(fā)現是不是真正的成長了，好像并沒有那么重要了；然后到了高中，覺得非要吐露出自己的心聲才能為高中生涯里的懵懂情愫劃上一個句點，但畢業(yè)晚會的時候最終還是被梗塞在了咽喉，后來再次站

41、在他曾經揮汗如雨的球場，看著他投過籃球的球框時，突然間發(fā)現自己已經想不起他的容顏。Originally, this world, can produce a chemical reaction to an event, in addition to resolutely, have to do, and time.原來，這個世界上，對某個事件能產生化學反應的，除了非做不可的堅決，還有，時間。A person's time, your ideas are always special to clear. Want, want, line is clear, as if nothing c

42、ould shake his. Also once seemed to be determined to do something, but more often is he backed out at last. Dislike his cowardice, finally found that there are a lot of love, there are a lot of miss, like shadow really have been doomed. Those who do, just green years oneself give oneself an arm inje

43、ction, or is a self-righteous spiritual.一個人的時候，自己的想法總是特別地清晰。想要的，不想要的，界限明確，好像沒有什么可以撼動自己。也曾經好像已經下定了決心去做某件事，但更多的時候是最后又打起了退堂鼓。嫌惡過自己的怯懦，最終卻發(fā)現有很多緣分，有很多錯過，好像冥冥之中真的已經注定。那些曾經所謂的非做不可，只是青蔥年華里自己給自己注射的一支強心劑，或者說，是自以為是的精神寄托罷了。At the moment, the sky is dark, the air is fresh factor after just rained. Suddenly thoug

44、ht of blue plaid shirt; Those were broken into various shapes of stationery; From the corner at the beginning of deep friendship; Have declared the end of the encounter that haven't start planning. Those years, those days of do, finally, like youth, will end in our life.此刻，天空是陰暗的，空氣里有著剛下過雨之后的清新因

45、子。突然想到那件藍格子襯衫；那些被折成各種各樣形狀的信紙；那段從街角深巷伊始的友誼；還有那場還沒有開始就宣告了終結的邂逅計劃那些年那些天的非做不可，終于和青春一樣，都將在我們的人生中謝幕。Baumgartner the disappointing news: Mission aborted. r plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humi

46、dity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the