基于8086的交通燈設(shè)計(jì)

1、 微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí) 學(xué)生姓名聯(lián)系電話(huà)學(xué)號(hào) 完成日期 2013.12.30指導(dǎo)老師 目錄一、概述 1. 題目 2需求分析 3. 設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)過(guò)程1. 設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單分析 2. 硬件原理38255芯片資料三、程序設(shè)計(jì)1流程圖 2程序代碼四、總結(jié)附錄一、 概述1、題目：基于8086的交通燈設(shè)計(jì)2、需求分析： 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著越來(lái)越重要的作用。多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、自適用控制技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與處理技術(shù)等都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。本課程設(shè)計(jì)是基于微機(jī)原理與接口技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。運(yùn)用所學(xué)的微機(jī)原理和接口技術(shù)知識(shí)完成交通燈系統(tǒng)。通過(guò)硬件與軟件的結(jié)

2、合，用我們剛剛學(xué)過(guò)的匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序模擬分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問(wèn)題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實(shí)際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的交通燈控制系統(tǒng)的硬件、軟件電路設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)適用于單主干道的十字路口?，F(xiàn)假定其主干道為東西方向，次干道為南北方向。3、設(shè)計(jì)要求這次課程設(shè)計(jì)的題目是交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要是模擬十字路口的紅綠燈，如圖1-1所示。交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)編寫(xiě)匯編語(yǔ)言程序利用8255A的A口燈的亮與滅進(jìn)行控制。首先，要了解的是8255A是如何工作的，包括它的A口、B口、C口和控制端口是如何寫(xiě)數(shù)據(jù)的，還包括芯片的初始化等。由于只有16個(gè)發(fā)光二極管，所以

3、還得弄清楚是每個(gè)發(fā)光二極管所代表的燈的顏色及方向。最后要在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)一個(gè)軟件進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試通過(guò)后即可看到設(shè)計(jì)的結(jié)果。要求：圖1-1 十字路口交通燈二、 設(shè)計(jì)過(guò)程1、設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單分析紅，黃，綠燈可分別接在8255的A口上，燈的亮滅可直接由8255輸出0，1控制。延時(shí)及閃爍由軟件編程實(shí)現(xiàn)。2、硬件原理設(shè)計(jì)電路如下：由上述電路容易知道紅，黃，綠燈分別接在8255的A口上，端口A地址為8000H，可以通過(guò)控制8255端口A輸出的高低電平來(lái)控制燈的亮滅，燈的閃爍和延時(shí)可直接通過(guò)軟件的延時(shí)程序解決，這樣可以大大簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)。3、主要芯片資料8255介紹 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A是一個(gè)40引腳的雙列直

4、插式集成電路芯片按功能可把8255A分為三個(gè)邏輯電路部分，即：口電路、總線(xiàn)接口電路和控制邏輯電路。（1）口電路 8255A共有三個(gè)8位口，其中A口和B口是單純的數(shù)據(jù)口，供數(shù)據(jù)I/O使用。而C口則既可以作數(shù)據(jù)口，又可以作控制口使用，用于實(shí)現(xiàn)A口和B口的控制功能。數(shù)據(jù)傳送中A口所需的控制信號(hào)由C口高位部分（PC7PC4）提供，因此把A口和C口高位部分合在一起稱(chēng)之為A組；同樣理由把B口和C口低位部分（PC3PC0）合在一起稱(chēng)之為B組。（2）總線(xiàn)接口電路 總線(xiàn)接口電路用于實(shí)現(xiàn)8255A和單片微機(jī)的信號(hào)連接。其中包括： （a）數(shù)據(jù)總線(xiàn)緩沖器 數(shù)據(jù)總線(xiàn)緩沖器為8位雙向三態(tài)緩沖器，可直接和80C51的數(shù)據(jù)線(xiàn)

5、相連，與I/O操作有關(guān)的數(shù)據(jù)、控制字和狀態(tài)信息都是通過(guò)該緩沖器進(jìn)行傳送。（b）讀/寫(xiě)控制邏輯 與讀寫(xiě)有關(guān)的控制信號(hào)有 CS片選信號(hào)（低電平有效） RD讀信號(hào)（低電平有效） WR寫(xiě)信號(hào)（低電平有效） A0、A1端口選擇信號(hào)。8255A共有四個(gè)可尋址的端口（即A口、B口、C口和控制寄存器），用二位地址編碼即可實(shí)現(xiàn)選擇。參見(jiàn)下表。RESET復(fù)位信號(hào)（高電平有效）。復(fù)位之后，控制寄存器清除，各端口被置為輸入方式。讀寫(xiě)控制邏輯用于實(shí)現(xiàn)8255A的硬件管理：芯片的選擇，口的尋址以及規(guī)定各端口和單片微機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送方向。（c）控制邏輯電路 控制邏輯電路包括A組控制和B組控制，合在一起構(gòu)成8位控制寄存器。用

6、于存放各口的工作方式控制字8255A工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作（1）8255A的工作方式 8255A共有三種工作方式，即方式0、方式1、方式2.（a）方式0 基本輸入/輸出方式 方式0下，可供使用的是兩個(gè)8位口（A口和B口）及兩個(gè)4位口（C口高4位部分和低4位部分）。四個(gè)口可以是輸入和輸出的任何組合。方式0適用于無(wú)條件數(shù)據(jù)傳送，也可以把C口的某一位作為狀態(tài)位，實(shí)現(xiàn)查詢(xún)方式的數(shù)據(jù)傳送。（b）方式1 選通輸入/輸出方式 A口和B口分別用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出。而C口則作為數(shù)據(jù)傳送的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。具體定義見(jiàn)表72?？梢?jiàn)A口和B口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)都是三個(gè)，如果A或B只有一個(gè)口按方式1使用，則剩下的另外13位口線(xiàn)仍然可

7、按方式0使用。如果兩個(gè)口都按方式1使用，則還剩下2位口線(xiàn)，這兩位口線(xiàn)仍然可以進(jìn)行位狀態(tài)的輸入輸出。方式1適用于查詢(xún)或中斷方式的數(shù)據(jù)輸入/輸出。 （c）方式2 雙向數(shù)據(jù)傳送方式 只有A口才能選擇這種工作方式，這時(shí)A口既能輸入數(shù)據(jù)又能輸出數(shù)據(jù)。在這種方式下需使用C口的五位線(xiàn)作控制線(xiàn)，信號(hào)定義如表72所示。方式2適用于查詢(xún)或中斷方式的雙向數(shù)據(jù)傳送。如果把A口置于方式2下，則B口只能工作于方式0.（2）數(shù)據(jù)輸入操作 用于輸入操作的聯(lián)絡(luò)信號(hào)有：STB(StroBe)選通脈沖，輸入，低電平有效。 當(dāng)外設(shè)送來(lái)STB信號(hào)時(shí)，輸入數(shù)據(jù)裝入8255A的鎖存器。IBF(Input Buffer Full) 輸入緩沖

8、器滿(mǎn)信號(hào)，輸出，高電平有效。IBF信號(hào)有效，表明數(shù)據(jù)已裝入鎖存器，因此它是一個(gè)狀態(tài)信號(hào)。INTR(INTerrupt Request)中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效，當(dāng)IBF數(shù)據(jù)輸入過(guò)程：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入后，發(fā)出信號(hào)，輸入的數(shù)據(jù)送入緩沖器。然后IBF信號(hào)有效。如使用查詢(xún)方式，則IBF即作為狀態(tài)信號(hào)供查詢(xún)使用；如使用中斷方式，當(dāng)信號(hào)由低變高時(shí)，產(chǎn)生INTR信號(hào)，向單片微機(jī)發(fā)出中斷。單片微機(jī)在響應(yīng)中斷后執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)讀入數(shù)據(jù)，并使INTR信號(hào)變低，同時(shí)也使IBF信號(hào)同時(shí)變低。以通知外設(shè)準(zhǔn)備下一次數(shù)據(jù)輸入。（3）數(shù)據(jù)輸出操作用于數(shù)據(jù)輸出操作的聯(lián)絡(luò)信號(hào)有：ACK(ACKnowledge)外設(shè)響應(yīng)信號(hào)

9、輸入，低電平有效。當(dāng)外設(shè)取走輸出數(shù)據(jù)，并處理完畢后向單片微機(jī)發(fā)回的響應(yīng)信號(hào)為高，信號(hào)由低變高(后沿)時(shí)，中斷請(qǐng)求信號(hào)有效。向單片微機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。OBF（Output Buffer Full）輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)，輸出，低電平有效。當(dāng)單片微機(jī)把輸出數(shù)據(jù)寫(xiě)入8255A鎖存器后，該信號(hào)有效，并送去啟動(dòng)外設(shè)以接收數(shù)據(jù)。INTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸出，高電平有效。數(shù)據(jù)輸出過(guò)程：外設(shè)接收并處理完一組數(shù)據(jù)后，發(fā)回ACK信號(hào)。該信號(hào)使OBF變高，表明輸出緩沖器已空。如使用查詢(xún)方式，則OBF可作為狀態(tài)信號(hào)供查詢(xún)使用；如使用中斷方式，則當(dāng)ACK信號(hào)結(jié)束時(shí)，INTR有效，向單片微機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。在中斷服務(wù)過(guò)程中，把下一個(gè)

10、輸出數(shù)據(jù)寫(xiě)入8255A的輸出緩沖器。寫(xiě)入后OBF有效，表明輸出數(shù)據(jù)已到，并以此信號(hào)啟動(dòng)外設(shè)工作，取走并處理8255A中的輸出數(shù)據(jù)。表72 8255A C口聯(lián)絡(luò)信號(hào)定義 三、 程序設(shè)計(jì)1、流程圖循環(huán)用延時(shí)程序延時(shí)用延時(shí)程序延時(shí)延時(shí)東西紅燈亮，南北黃燈亮，其他燈滅東西紅燈亮，南北綠燈閃爍，其他燈滅東西紅燈亮，南北綠燈亮，其他燈滅延時(shí)東西黃燈亮，南北紅燈亮，其他滅東西綠燈閃爍，南北紅燈亮，其他滅東西綠燈亮，南北紅燈亮，其他滅初始化8255 2、程序代碼.MODEL SMALL.8086.stack.code.startup mov dx,8006h mov ax,80h out dx,ax mov

11、dx,8000h mov ax,0ffh out dx,ax ;8255初始化 s1: mov ax,0beh out dx,ax call delay5 mov cx,6 lp: mov ax,0bfh out dx,ax call delay05 mov ax,0beh out dx,ax call delay05 loop lp mov ax,0bdh out dx,ax call delay3 mov ax,0ebh out dx,ax call delay5 mov cx,6 lp1:mov ax,0fbh out dx,ax call delay05 mov ax,0ebh out

12、 dx,ax call delay05 loop lp1 mov ax,0dbh out dx,ax call delay3 jmp s1 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 c

13、x mov bx,150 dy5:mov cx,5882 dy6:loop dy6 dec bx jnz dy5 pop cx ret delay3 endp .dataEND四、 總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是要設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈系統(tǒng)，主要功能如上已有細(xì)述。在本次對(duì)交通燈的設(shè)計(jì)過(guò)程中以此來(lái)加深對(duì)微機(jī)接口技術(shù)的理解，提高了自己的動(dòng)手能力。首先著手對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)，本次課程設(shè)計(jì)主要采用了8255A接口電路。由于對(duì)各個(gè)芯片不熟悉，通過(guò)課本了解到了它們的引腳及功能、工作方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制字。然后就是對(duì)程序的設(shè)計(jì)，想要設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)用的控制系統(tǒng)需要了解程序流程，先畫(huà)出了流程圖，然后對(duì)代碼進(jìn)行編寫(xiě)，在編寫(xiě)過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題。對(duì)芯片的不了解也導(dǎo)致編程的很多的問(wèn)題，要么燈都不顯示，要么燈顯示不全，再要么紅燈綠燈時(shí)間分配不合理。最后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究，查閱了很多資料并和同學(xué)討論后終于一一解決。最后，再說(shuō)兩句，由于自己太晚才開(kāi)始做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，導(dǎo)致很多功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn)好，例如想通過(guò)8253來(lái)對(duì)交通