微機原理與接口技術(shù)課程設計實驗報告2-交通燈控制系統(tǒng)1剖析

1、 微機原理與接口技術(shù)課程設計報告班級：學號：姓名：指導教師：成績：2008年7月1日TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1、課程設計的目的和要求3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2、系統(tǒng)的主要功能、作用及主要性能指標1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 3、總體設計11基本工作原理13.2硬件總體設計23.2.1硬件電路設計23.2.2原理及連線圖23.3軟件總體設計33.3.1主程序流程圖33.3.2中斷服務子程序流程

2、圖43.4調(diào)試過程4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 4、硬件設計55、軟件設計56、系統(tǒng)操作說明8 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 7、結(jié)束語8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 8、參考文獻8一、課程設計的目的和要求課程設計的目的和意義：微機原理與接口技術(shù)是計算機、電子類專業(yè)的專業(yè)基礎課。在課程體系種占有重要的位置。課程設計的目的是配合平時的教學和實驗，以達到鞏固和消化課堂教學內(nèi)容，進一步加強綜合應用能力，啟發(fā)創(chuàng)新思維的目的。是培養(yǎng)學生綜

3、合素質(zhì)，提高動手能力，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的重要階段。課程設計的基本要求：接口設計：根據(jù)所選題目和所用的接口電路芯片設計出完整的接口電路。程序設計:要求畫出程序流程圖，設計出全部程序并給出程序設計說明和程序注釋。課程設計說明書：a、本次課程設計的目的和意義。b、設計報告：字數(shù)約20003000字（不包括程序清單），內(nèi)容包括：設計題目；系統(tǒng)的主要功能、作用以及主要技術(shù)性能指標；總體設計方案、工作和組成原理（框圖）或設計說明、采用的技術(shù)路線等；系統(tǒng)設計：接口電路設計，程序設計（程序流程圖和程序清單及注釋）以及其他有關(guān)的理論分析和計算；設計總結(jié)：對整個設計工作過程進行歸納和綜合，對設計中所存在

4、的問題和不足進行分析和總結(jié)，提出解決的方法、措施、建議和對這次設計實踐的認識、收獲和提咼。c、作品的使用或操作說明。d、設計圖紙或圖表（如接口電路原理圖等）。裝訂時將課程設計說明書附在封面的3頁之后。二、系統(tǒng)的主要功能、作用及主要性能指標按照時間控制原則，利用并行接口和定時器，采用時間中斷方式設計一套十字路口的交通燈管理系統(tǒng)，通行時間（或禁止時間）25秒，準備時間5秒，在準備時間里黃燈閃爍5次，閃爍頻率為0.5秒，周而復始?？衫?255、8253、8259等接口電路。三、總體設計1、基本工作原理路IIL辟I13躋I1=設有一個十字路口，1、3為南，北方向，2、4為東，西方向。初始化之后，1、

5、3路口的綠燈亮，2、4路口的紅燈亮，1、3路口方向通車。延遲一段時間（30秒）后，1、3路口的綠燈熄滅，而1、3路口的黃燈開始閃爍。閃爍3次（延時3秒）后，1、3路口的紅燈亮，同時2、4路口的綠燈亮，2、4路口方向開始通車。延遲一段時間（30秒）后，2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍。閃爍3次（延時3秒）后，再切換到1、3路口方向。之后，重復上述過程2、硬件總體設計（1）硬件電路設計各芯片主要管腳的功能如下：8255APC0:和8253的OUTO端相與后得到黃燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC1:表示綠燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC2:表示紅燈信號，其中1表示亮，0表示暗PC3:和825

6、3GATE1端相連，為時器1的門控型號PC4:和8253GATE2端相連，為時器2的門控型號PA0PA7,PB0PB7可接兩個8段LED顯示器，用于顯示當前等亮時間8253：定時器0：輸入信號設為10KHZ,工作在方式3,輸出為1HZ方波，OUT0和PC0相與得到黃燈信號。定時器1：輸入信號為OUT0,工作站方式2,計數(shù)初值為30,實現(xiàn)延遲30S后產(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?1010100定時器2：輸入信號為OUT0,工作站方式2,計數(shù)初值為3,實現(xiàn)延遲3S后產(chǎn)生中斷?？刂谱譃椋?00101008259：采用邊沿觸發(fā)，沒有級聯(lián)，需要設ICW1,ICW2,ICW4，不用ICW3。（2）原理及連接圖Z8

7、255AD0-D7PA7-PA0PB7-PB07PC7PC6PCSPC4PC3PC2PC1PCO825382595V合AO,DQ-D7M2INTR紅綠5V1OKHz1HzO-so-V-D76543210-cA-譏-RRRRRRRRRDNGINTA3、軟件總體設計系統(tǒng)流程圖如下圖所示:注：黃燈閃爍由outo和pel相與得到定時器0工作在方式3,定時器2工作在方式2中斷服務流程圖如下圖:屮斷恢復調(diào)試過程、根據(jù)硬件線路設計將硬件的線路連好。、根據(jù)軟件設計的程序流程圖編好原程序。、將程序在PC機上編譯通過，并將PC機與硬件連好，進行連接和運行調(diào)試。四、硬件設計介紹本系統(tǒng)所選用的各種芯片的引腳、功能、相

8、應的命令字控制格式。8255芯片引角圖8259芯片引角圖8253芯片引角圖I.iI1.；1IMIMIAIIAGIVi1,.KI)WR鬲圈耐RISI-Tr.MIHi?Al111Ai：-02PC?D3PC6MP(nD5P(1UtiIl0D7ITl(iIlHi?Il:iPHtiPEWHl：.?IhLIP日4PB2rinCSrdH-532I.11IAi：-IK.IHfiI苗IHIlH：iIKJIKIIfi(J環(huán)磺CAS2IXiWHliiTAlAi：-ClK2(JIT2ClKlH.VII-.I心II(1)8255A的控制字：8255A方式選擇控制字1D6-D5D4D3D2：D1DO方式控制字標志位00-

9、端口A方式001:端口血方式1IX：端口A方式X.f0：端口亡PClr-PCO輸出L1:端口CPC3-PC0輸忌J0:端口B輸出I1:端口B輸;r0：喘口B方式D1:端口B方式10：端口總PC儀P輛出1:端口CPC7-PC:4WuK0XXXD3D2DIDO端口C按位置1/復0控制標志位不里端口.C的位選擇:PC0000PC001PC2010PC3011PCd100PC5101PC6110PCT111o:：復位1;.置位(2)8259A的操作命令字OCW1:A0D7D6D5D4|1|注：M7MO分別對應M7M6M5M4M3M2M1M0D3D2D1DOIR7IROOCW2:AOD7D6D5D4D3

10、D2D1DO優(yōu)先級方式控制位RSLEOI00L2L1L0決定了OCW2中L2LO位是否有效SL=1為有效當SL=1時,用來指定SL=O,L2LO無效OCW2選定的操作作用于哪一級IR碼。(3)8253命令字的格式:D7D6D5D4D3D2D1D0SCISC0RW1RW0M2M1M0BCDKV/vv00計數(shù)器000計數(shù)器鎖存讀命令000方式0D0=0按二進制格式計數(shù)01計數(shù)器101只讀/寫低字節(jié)001方式1D0=1按BCD碼格式計數(shù)10計數(shù)器210只讀/寫咼字節(jié)*10方式211非法11先讀/與低字節(jié)*11方式3，后讀/寫咼字節(jié)100方式4101方式5五、軟件設計源程序清單：源程序（帶注釋）：AD

11、1_8253EQUOODOHAD2_8253EQU00D1HAD3_8253EQU00D2HAD4_8253EQU00D3HAD1_8255EQUOOCOHAD2_8255EQU00C2HAD3_8255EQU00C4HAD4_8255EQU00C6HAD0_8259EQU00A0HAD1_8259EQU00A1HDATASEGMENTOLDOC1DD?OLDOC2DD?R_GDBOH;下一次應該亮紅燈，還是綠燈，0（綠）,-1（紅）。DATAENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODEMAIN:MOVAX,DATAMOVDS,AX；中斷服務程序;函數(shù)名：RED_G

12、REEN;功能：當紅綠亮完后設置系統(tǒng)狀態(tài)RED_GREENPROCFARPUSHAXSTIMOVAL,R_GNOTAL;將R_G取反MOVR_GALMOVAL,00000010BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000100BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000001B;PC1置0,即綠燈變暗;PC2置0,即紅燈變暗;PC0置1,即黃燈變亮OUTAD4_8255,ALMOVAL,00000110B;PC3清0,GATE1低電平，計數(shù)器1暫停計數(shù)OUTAD4_8255,ALMOVAL,00001001B;PC4置1，GATE2高電平，計數(shù)器2開始計數(shù)CLIPOPAXIRE

13、TRED_GREENENDP;函數(shù)名：YELLOW；功能：當黃燈亮完后設置系統(tǒng)狀態(tài)YELLOWPROCFARPUSHAXSTIMOVAL,R_GCMPAL,0HJNECHANGE_REDMOVAL,00000011B;PC1置1,即綠燈亮OUTAD4_8255,ALJMPENDCHANGECHANGE_RED:MOVAL,00000101B;PC2設置1，即紅燈亮OUTAD4_8255,ALENDCHANGE:MOVAL,00000000B;PC0清零，即黃燈暗MOVAL,R_GNOTAL;將R_G取反MOVR_GALOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000111B;PC3置1,ga

14、te1高電平，計數(shù)器1開始計數(shù)OUTAD4_8255,ALMOVAL,00001000B;PC4置0,gate2低電平，計數(shù)器2暫停計數(shù)CLIPOPAXIRETYELLOWENDP;初始化8253MOVAL,00010111BOUTAD4_8253,ALMOVAL,01010100BOUTAD4_8253,ALMOVAL,10010100BMOVAL,00HOUTAD1_8253,ALMOVAL,1EHOUTAD2_8253,ALMOVAL,03HOUTAD3_8253,AL;（定時器0,方式3,BCD計數(shù)，初值10000）;（定時器1,工作方式2,2進制計數(shù)，初值30）;（定時器2,工作方式

15、2,2進制計數(shù)，初值3）;給定時器0付初值0,表示最大值10000;給定時器1付初值30;給定時器2付初值30;初始化8255MOVAL,10000000BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000000BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000010BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000101BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000111BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00001000BOUTAD4_8255,AL;8255各口都工作在方式0,都作為輸出口;將PC0清零，即黃燈暗;將PC1清零，即綠燈暗;將PC2置1,即紅燈亮;將PC3置

16、1,即定時器1開始計時;將PC4清零0,即定時器2暫停計時;初始化8259MOVAL,00010011B;邊沿觸發(fā)，要用ICW4，沒有級聯(lián)，不用ICW3OUTAD0_8259,ALJMPSHORT$+2MOVAL,00001000BoutAD1_8259,ALMOVAL,00010001B;I/0端口延時;ICW2,設置中斷向量，起始中斷向量為08H;即IR6,IR7的中斷類型號分別是0EH,0FH;ICW4，特殊全嵌套，非緩沖方式，正常結(jié)束;寫入IR6中斷處理程序YELLOWMOVAX,350EHINT21HMOVWORDPTROLDOC1,BXMOVWORDPTROLDOC1+2,ESMO

17、VAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETYELLOWMOVAX,250EHINT21H;寫入IR7中斷處理程序RED_GREENMOVAX,350FHINT21HMOVWORDPTROLDOC2,BXMOVWORDPTROLDOC2+2,ESMOVAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETRED_GREENMOVAX,250FHINT21HEXIT:MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDMAIN程序運行結(jié)果：即東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘；1分鐘后，東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，。此時南北方向仍維持紅燈點亮。東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，轉(zhuǎn)為

18、東西方向的紅燈和南北方向的綠燈同時點亮20秒鐘；20秒鐘后，轉(zhuǎn)為南北方向的黃燈閃爍5秒鐘，此時東西方向仍維持紅燈點亮。南北方向的黃燈閃爍5秒鐘后，東西方向的綠燈和南北方向的紅燈同時點亮1分鐘。如此循環(huán)重復。由于數(shù)碼顯示模塊沒有完成，數(shù)碼管沒有倒計時顯示。六、系統(tǒng)操作說明七、結(jié)束語本次課程設計的總結(jié)與體會:微機原理與接口技術(shù)是一門很有趣的課程，任何一個計算機系統(tǒng)都是一個復雜的整體，學習計算機原理是要涉及到整體的每一部分。討論某一部分原理時又要涉及到其它部分的工作原理。這樣一來，不僅不能在短時間內(nèi)較深入理解計算機的工作原理，而且也很難孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序漸進的課堂教學過程中，

19、我總是處于“學會了一些新知識，弄清了一些原來保留的問題，又出現(xiàn)了一些新問題”的循環(huán)中，直到課程結(jié)束時，才把保留的問題基本搞清楚。學習該門課程知識時，其思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于工程思維，具體地說，在了解了微處理器各種芯片的功能和外部特性以后，剩下額是如何將它們用于實際系統(tǒng)中，其創(chuàng)造性勞動在于如何用計算機的有關(guān)技術(shù)和廠家提供的各種芯片，設計實用的電路和系統(tǒng)，再配上相應的應用程序，完成各種實際應用項目。這次實驗并不是很難，主要的困難來自對程序的理解。功夫不負有心人，經(jīng)過多個人的合作和努力，我們最后對實驗的原理有了清晰的認識。雖然很多模塊單元沒有用到，但是就系統(tǒng)功能來說，我覺得我們做的還是不錯的。這次課設卻讓我們對實驗芯片有了足夠的了解，讓我們知道了實驗芯片的用法；而且它還讓我們對自己動手寫程序來控制芯片的運作有了一定的基礎。雖然只是一個小型的課程設計，但是通過學習和操作，我們對有關(guān)接口的知識將會有一個更廣泛的認識，而且它對我們以后的學習也會有