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1、交通灯控制系统的设计 微型计算机技术 课程设计报告 题目交通灯控制系统的设计作者xx 班级xx 学号xx 指导教师xx 2022 年6月20日 微型计算机技术 课程设计报告 题目交通灯控制系统的设计作者xx 班级xx 学号xx 指导教师xx 2022 年6月20日 目录 第一部分： 微机硬件结构组成及原理知识- 2第二部分： 微型计算机应用的系统设计- 5 一、要求- 5 二、目的- 5 三、内容设计与步骤- 5 四、设计结果与分析- 10 五、设计体会- 10 六、感谢- 10 第一部分 微机硬件结构组成及原理知识 一、处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系： 微处理器是指由一片大规模集成
2、电路组成的中央处理器。 微型计算机是指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。 微型计算机系统是指由微型计算机配有相应的外围设备（如打印机、显示器、磁盘机、磁带机等）及其它专用电路、面板、电源、机架以及足够的软件而构成的系统。 三者之间的关系如下：运算器 微处理器控制器 寄存器组 微型计算机内存储器 输入/输出接口 微型计算机系统输入/输出设备及外存储器 系统软件 应用软件 电源、面板和机架等 二、8086到PentiumIII的发展历程中微处理器发展的特点： 1、8086微处理器包括两个独立功能部件：总线接口部件（BIU）、执行部件（EX）。 2、80
3、286微处理器包括四个功能部件：地址部件（AU）、指令部件（IU）、执行部件（EU）、总线部件（BU）。 3、80386微处理器包括六大部件：总线接口部件（BIU）、指令预取部件（IPU）、 指令预译码部件（IDU）、执行部件（EU）、分段部件（SU）、分页部件（PU）。 4、80486 微处理器采用了CASH 技术，包括八大部件：总线接口部件（BIU ）、指令预取部件（IPU）、指令预译码部件（IDU）、执行部件（EU）、控制部件（CU）、存储管理部件（MMU）、超高速缓冲存储器（CASH）、高性能浮点处理部件（FPU）。 5、Pentium增加了超标量流水线、独立的指令和数据CASH 、重
4、新设计了浮点部件、分支预测技术。 6、PII的特点是增加了三维图象和多媒体方面的可视化。 7、PIII增加了如指掌0条浮点多媒体指令和8个128位单精度寄存器，适用于移动PC。 三、CPU与存储器的接口技术及三种译码方式的优点： 1、CPU的带负载能力 通常CPU的总线负载能力为一个TTL器件或20个MOS器件,当总线上挂接的器件超过上述规定时,应考虑总线的驱动能力问题。 2、CPU时序与存储器芯片存取速度的配合问题 CPU在存储器读写周期中读写时间要大于所选择的存储器芯片规定的时间,需要设计一个插入等待TW周期电路,使之CPU时序能与存储器存取速度相匹配。 3、地址线的连接 存储器的容量与地
5、址线的条数有关,由于片存储器芯片的容量是有限的,因此,需要组成一个大容量的存储模块,通常需要几片或几十片存储芯片三种译码方式: 全译码:输出有效状态对应唯一的高位地址. 特点:无地址重叠,接线多； 部分译码:输出有高位地址没有参加译码. 特点:有地址重叠； 线选译码:输出有更多高位地址没有参加译码.特点:地址重叠最严重。 四、CPU通过三总线（地址总线、数据总线、控制总线）与外设进行的三种信 息（数据信息、状态信息、控制信息）的交换： 数据信息、状态信息、控制信息通常以数据形式通过CPU的数据总线(微机总线)同CPU进行传送的,这些信息分别存放在外设接口的不同类型的寄存器(端 口)中.CPU同
6、外设之间的信息传送实质上是对数据口,状态口,控制口进行读,写操作。 五、I/O接口电路的电路单元组成： I/O接口电路应具有以下电路单元：输入/输出数据锁存器和缓冲器，控制命令和状态寄存器，地址译码器，读写控制逻辑，中断控制逻辑。 六、8255A工作于方式0与方式1的区别： 方式0：基本的输入/输出方式，三个端口都可以由程序规定为输入/输出方式，但不能既为输入有为输出，也没有固定的联络信号；各端口在输出方式下有锁存功能，输入不能。 方式1：选通输入/输出方式，A,B口作为输入或输出口都有锁存功能。七、8255A在工作方式1输入时的过程： (A口)当外设准备好数据,在送出数据的同时,送出一个选通
7、信号STB.8255A 的A口数据锁存器在STB下降沿将数据锁存.8255A向外设送出高电平的IBF,表示锁存数据已完成,暂时不要再送数据.如果INTE=1,这时就会使INTR变成高电平输出,向CPU发出中断请求,而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零.外设在检测到IBF为零后,可以开始输入下一个字节。 八、8255A在工作方式1输出时的过程： 当OBF低电平有效时,CPU已将数据输出到制定的端口,ACK低电平有效时,外设接受数据,INTR端口向CPU发出中断请求,请求CPU再输出后面的数据。 第二部分 微型计算机应用的系统设计 题目：交通灯控制系统设计 一、要求 设计一个十字路口的交通灯控制
8、系统。 南北东西四个方向：南北口绿灯亮，东西红灯亮，南北方向通车，时间为20秒；南北口绿灯灭，黄灯开始闪烁5秒，红灯亮，东西口红灯灭，绿灯亮，东西口方向通车，时间为20秒；东西口绿灯灭，黄灯闪烁5秒，红灯亮，南北口红灯灭，黄灯开始闪烁5秒，绿灯亮，南北口通车，以此类推循环运行，按任意键停止。若有紧急情况，四个路口红灯全亮，紧急车通过时间为本10秒。 二、目的 应用、掌握接口芯片与中断技术的硬件电路组成及中断处理程序等软件的编制方法。 三、内容设计与步骤 用实验箱上的发光二级管模拟十字路口交通灯信号。用可编程并行接口芯片8255A来实现该设计。 8255A的B口和C口控制12个LED发光二极管的
9、亮、灭（“0”亮，“1”灭）。 (1) 8255A介绍 Intel 8255A是一种通过的可编程序并行I/O接口芯片,又称为“可编程外设接口芯片”,是为Intel 8080/8085系列微处理器设计的,也可用于其他系列的微机系统。可由程序来改变其功能，通用性强，使用灵活。通过8255A,CPU可直接同外设相连，是应用最广的并行I/O接口芯片。 8255A的内部结构由四部分组成，数据总线缓冲器，三个8位端口PA、PB 和PC，A组和B组的控制电路，读/写控制逻辑。 (2) 并行接口硬件连线 如图所示（见下页） 图1. 并行接口连线图 (3)三个端口均工作于方式0，处于输出状态 (4)8255A
10、A口地址为218H，B口地址为219H，C口为21AH，控制端口地址为 21BH (5)程序代码 DATA SEGMENT PB DB ? MESS DB Enter any key can exit to DOS!?,0DH,0AH,?$? DATA ENDS STACK SEGMENT STA DW TOP EQU LENGTH STA STACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS:DATA, SS:STACK START : MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AH, 09H MOV DX,OFFSET
11、MESS INT 21H MOV DX,21BH MOV AL,82H OUT DX,AL MOV DX,219H IN AL,DX MOV PB,AL MOV DX,21BH MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,219H MOV AL,PB OR AL,0F0H OUT DX,AL 黄灯亮 MOV DX,21AH MOV AL,0F0H 红灯亮 OUT DX，AL CALL DELAY10 PRT0：MOV AL，10100101B 南北方向绿灯亮MOV DX，21AH OUT DX，AL CALL DELAY10 CALL DELAY10 OR AL，0F0H 南北方向
12、绿灯灭 OUT DX，AL MOV CX，000AH PRT1：MOV DX，219H MOV AL，PB AND AL，10101111B 南北方向黄灯亮 OUT DX，AL CALL DELAY1 OR AL，01010000B OUT DX，AL 南北方向黄灯灭 CALL DELAY1 LOOP PRT1 MOV DX，21AH MOV AL，0F0H OUT DX，AL CALL DELAY1 MOV AL，01011010B OUT DX，AL 东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮 CALL DELAY10 CALL DELAY10 OR AL，0F0H OUT DX，AL MOV CX，
13、0008H PRT2: MOV DX，219H MOV AL，PB AND AL，01011111B OUT DX，AL 东西方向黄灯亮 CALL DLAY1 OR AL，10100000B OUT DX，AL CALL DELAY1 LOOP PAT2 MOV DX，21AH MOV AL，0F0H OUT DX，AL CALL DELAY1 MOV AH，06H MOV DL，0FFH INT 21H JNZ PRT3 JMP PRT0 PRT3：MOV AX，4C00H INT 21H DELAY1 PROC NEAR PUSH CX MOV CX，8000H CCC：LOOP CCC POP CX RET DELAY1 ENDP DELAY10 PROC NEAR PUSH AX PUSH CX MOV CX，0030H PRT4：CALL DELAY1 LOOP PRT4 POP CX POP AX RET DELAY10 ENDP CODE ENDS END START 5、流程图