交通灯实验报告.docx

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1、微机原理课程设计报告疆农业大学计算机与信息工程学院课程题目： 微机原理与几口技术班级：电科 112指导教师：张婧婧姓名：刘建国 学号： 114633222 基于 8086 的交通信号掌握器的设计基于 8086 的交通信号掌握器的设计报告摘要：这次课程设计，我们的任务是：基于 8086 的交通信号掌握器的设计。8086系统是我们这个学期学习的主线方向，我们将在 8086 系统的根底上完成交通信号掌握器的设计，其具体功能是：1.显示十字路口东西、南北 2 个方向的红、黄、绿的指示状态。2.实现正常的倒计时功能。用 2 组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，显示时间为红灯 30s，绿灯 50s，黄

2、灯 5s。3.按 S1 键能实现特别的 功能，显示倒计时的 2 组数码管闪耀，计数器停顿计数并保持在原来的状态；东西、南北路口均显示红灯状态；特别状态解除后能连续计数。4.按 S2 键实现总体清零功能。计数器由初始状态计数，对应的指示灯亮。关键词：8086 系统7415474HC373 8255ALED 交通灯1 基于 8086 的交通信号掌握器的设计(一)1) 设计目的交通信号掌握灯是日常交通不行缺少的工具，涉及到人们的人生和财产安全，在道路行驶上起了相当关键的作用，因而设计交通信号掌握灯是格外有意义的。同时我们这次设计的课题就是“基于 8086 交通信号掌握器的设计”，基于以上目的，我利用

3、一周时间细心设计出课题要求的交通灯。2) 设计思想在此次设计过程中，我们选择了数码管、发光二极管、74LS138、74LS373、8255A 和 8086 来掌握实现交通灯按设计要求工作。3） 硬件局部1、LED 设计说明:用 LED 作为倒计时时间的显示器， LED 在亮度、功耗、可视角度和刷速率等方面，都更具优势。LED 与 LCD 的功耗比大约为 10:1，利用 LED 技术， 可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清楚的显示器，LED 是发光二极管属于二极管的一种,LCD 是液晶显示器,两者相差太多.但是用LED 的点阵也能组成显示器, 适用于户外大屏幕显示,区分率较低，LED 与 LC

4、D 具体比较如以下图表 1-1：LCD 与 LED 的比较LCD 液晶显示器，通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象， 具有零辐射，低耗能，散热小，纤薄轻松，准确复原图象，显示字符锐 利，屏幕调整便利，可视角度小，响应时间过慢，亮度可比照度低等特 点LED 发光二极管，是由发光二极管排列组成的显示器件，它承受低电压扫描技术，具有耗电少，使用寿命长，本钱低，亮度高，故障少，视角大， 视角大，可视距离远的特点通过分析和比照，LED 显示器要较优于LCD 显示器，因此本试验选择LED2、8255 设计说明:用 8255A 可编程并行接口芯片的 A、B、C 三口作为红、绿、黄交通灯的掌握输

5、入口。8255 有三个并行输入输出口，可以便利的对三种颜色的交通灯进展很好的掌握。解决方案是：PB0PB7 接模拟灯二极管，PA0PA7 接 7 段二极管的段选，PC0PC3 接 7 段二极管的位选，PC4PC7 与开关相连，处理器芯片集成芯片卡 PCI 卡连接，用于完成硬件方面的试验正常通信。其芯片比较说明:如下表：表 1-2：8255A 与 8251 芯片的比较比较内容8255A 芯片8251A 芯片2 基于 8086 的交通信号掌握器的设计通信方式数据传送方式内部组成特点输入/输出并行数据的各位同时传送，8155 内有 256 字节 RAM 和一个定时计数器。通信线路较 8251 简单编

6、程较为敏捷串行数据一位一位地挨次传送，8255 没有通信线路简洁，利用 或电报线路就可实现通信编程较 8255 不够敏捷应用范围使用格外便利，传输距离近， 传输距离远，使用不便利， 本钱较高但传输速度慢，降低本钱 ,初始化特点8255A 直接位清 0/置 1 功能简化了接口掌握8251 在初始化时,必需重设置模式存放器的格式.4） 、软件局部依据硬件需求承受 8255A 芯片，为实现对通信的掌握，承受汇编语言，分别编程掌握 8255 的工作方式，在编程时应考虑到状态的转换承受查询方式掌握， 依据需求分析可承受 8255 的方式 0 下工作，具体设置如下：硬件连接说明：8255A 芯片的 PA、

7、PB、PC 三口的工作方式为方式 0，将8255 的 PB0PB5 接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0PA7 接 7 段 LED 灯的段选码，完成 LED 显示器的段选，PC0PC3 接 LED 显示器的位选码用以完成位选，PC4-PC7 接开关，以完成初值接收。初始化 8255 后。利用汇编语言编写访问掌握程序， 掌握绿灯的显示倒记时间，它与红灯的显示时间是一样的，编写掌握程序掌握黄灯的闪耀时间，当绿灯的显示时间完毕后切换到黄灯，再切换到红灯，如此循环下去。二、选择芯片 8255A1） 、8255A 在本试验中的作用：通过 8255A 的三个 I/O 端口 A 口、B 口、C 口与红、绿、

8、黄二极管连接起来掌握交通灯的规律性变化。2） 、8255的功能分析：PA、PB、PC 三口均工作在方式状态。：PB0PB1 接红灯，PB2PB3 接黄灯， PB4PB5 接绿灯；PA0PA7 作为段选码；PC0PC3 作为位选码。我们承受的是将PC 口分成两局部使用，PC0-PC3 作为位选码，PC4-PC7 作为输入口，接收开关输入的初值信息。将在用 8255前首先要对它进展初始化，设置它的方式选择掌握字。3） 、8255工作方式说明:方式 0 的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。其功能为：（1） 两个 8 位通道：通道 A、

9、B。两个四位通道：通道 C 高 4 位和低四位；3 基于 8086 的交通信号掌握器的设计（2） 任何一个通道可以作输入/输出；3输出是锁存的；（4） 输入是不锁存的；（5） 在方式 0 时各个通道的输入/输出可有 16 种不同的组合。方式 0 的使用场合：同步传送是在外设掌握过程的各种动作时间为固定，且的条件下使用的。因此，传送中不要应答信号。输入时，执行程序只要给出IN 指令；而输出时，也只给出 OUT 指令，就能实现数据的输入或输出。优点是程序简洁，接口的硬件开销小。查询式传输时，要先查询一个外设的状态，当该状态表示外设已预备好时， 方能开头查询传输，否则CPU 将连续查询。但在方式 0

10、，没有规定固定的应答信号，所以，这时将通道 A、B 作为数据通道，把通道 C 的 4 个位高 4 位或低 4 位规定为输出口，用来输出一些掌握信号，而把通道 C 的另外 4 个位规定为输入口，用来输入外设的状态。这样利用通道 C 来协作通道 A 和 B 的输入/输出操作。4） 、8255方式选择掌握字说明：掌握字格式如图 1-2：图 1-2：8255A 芯片的掌握字格式参数说明： 工作方式掌握标志。 组合设定口工作方式：方765式、方式、方式。 设定口的输入输出， 44输入 输出。 口高位输入输出选择， 输入 输出。4333口工作方式选择， 方式； 方式。 口输入输出选择2221输入 输出。

11、设定口低位输入输出 输入 输出。110005） 、8255技术参数：主要参数说明：8255A 工作最大电流为 120MA,VCC=-5V+5V，IDAR工作电流最大为 4MA。8255 的输出电压不高，连接到 LED 时，最好参加一个驱动器起到电流放大的作用,其具体参数值说明如表 3-1。标准值8255A 技术参数输入低电平电压IL 输入高电平电压IH输出低电平电压OL数据端口 输出低电平电压OL外围端口 输出高电平电压OH数据端口输出高电平电压OH外围端口测试条件OL.OL.OR OH表 1-3：8255A 技术参数说明大小单位.CC.4 基于 8086 的交通信号掌握器的设计达林顿驱动电流

12、OARCC ILOFIN. .电源电流输入负载电流输出浮动电流OR.VmA mA mAmA6） 、8255A 的规律图0110110156dH0111110167dH00000111707H0111111187fH0110111196fH图 1-3： 8255A 内部规律图三、 硬件总规律图及其说明1） 、硬件原理说明：本设计以 PROTUES 试验仿真软件供给的最有用、颖的试验系统和 EMU8086 供给的汇编环境进展课程软件设计的，在课程设计中主要利用了 PROTUES 软件供给的 8255A 芯片、74LS138、74LS373、7 段 LED 显示器以及红绿灯 LED 显示二极管，课程

13、设计时完成编程调试的是 emu8086 环境。2） 、硬件连接说明：8255A 芯片的 PA、PB、PC 三口的工作方式为方式 0，将 8255 的 PB0PB7 接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0PA7 接 7 段 LED 灯的段选码完成 LED 显示器的段选，P74LC0PC3 接 LED 显示器的位选码用以完成位选。将 8255A 芯片的片选信号 CS 与 74LS138 的 CS1 相连接来打算各端口的初始地址。8255A 芯片的 PB 口中 PB0PB7 与红绿黄灯相连接，用来实现掌握交通灯的变化规律；8255A 的 PC5 基于 8086 的交通信号掌握器的设计口中的 PC0PC

14、3 与 7 段 LED 灯的位选码相连接，用来实现选择绿灯倒计时时的 7 段 LED 灯的位置选择，8255A 芯片的 PA 口中的 PA0PA7 与 7 段 LED 灯的段选码相连接，用来实现 7 段 LED 灯的段选码选择。LED 灯管的 a、b、c、d、e、f、g、dp 做为段选来显示倒计时数据。图 1-5: 硬件总连接图四、掌握程序设计1） 掌握程序设计思路说明：首先，明确交通灯的变化规律，假设在一个十字路口，其中东西方向，南北方向，工作方式如下：将红黄绿灯依据红灯停，绿等行，黄灯闪耀为缓冲时间的原则进展通车。倒计时将可以由用户自由设定，用 8255 的 PB，PC 口来连接红黄绿灯电

15、路板，而 PA 口连接 LED 显示管来计数倒计时。开头时初始化东西南北方向全为红灯，然后东西方向绿灯亮，进入倒计时默认值 50 秒，完毕后东西方向绿灯闪耀 5 次，变黄灯亮5 秒，然后红灯亮；南北方向绿灯亮，此时南北方向进入倒计时，倒计时时间可以在开关口提前设定本次倒计时时间。完毕后绿灯闪耀5 秒后，变黄灯亮 5 秒，然后红灯亮，东西方向绿灯亮，如此循环下去。其次，主程序的设计思路：首先初始化 8255A 的芯片的掌握字格式和状态字格式，其次设置交通灯开头运行的初始状态并做相应的延时便于观看，再次调用子程序对东西绿灯的倒计时时间，调用子程序显示绿灯的倒计时，后进展查表选择相应的 LED 灯的

16、段选码，使相应的灯亮，显示东西绿灯交通灯变化，然后设置绿灯的闪耀，以及黄灯的亮持续，再次就是查表设置转换成南北绿灯的亮，同时调用子程序设置南北绿灯的倒计时时间，后进展查表选择相应的 LED 灯的段选码，使相应的灯亮，显示南北绿灯交通灯变化，然后做南北绿灯的闪耀，和黄灯的亮持续，最终做主程序的循环，利用无条件跳转指令。6 基于 8086 的交通信号掌握器的设计2） 、 程序流程图开头程序初始化路口红灯全亮东西红南北绿东西绿南北红开头倒计时倒计时开头Cx=5Cx=5东西绿灯，南北红灯南北绿灯灭延时 500ms延时 500ms东西绿灯灭，cx 自减 1南北绿灯亮cx 自减 1Cx=0Cx=0东西黄灯

17、亮延时 5s南北黄灯亮延时 5s图 1-6:主掌握程序再次，也设计了一个到计时显示子程序，用来显示绿灯的到计时时间，设计思路：首先要保存进入到计时子程序时的断点保存，以保证能够子程序完毕能够正常返回主程序，其次设置 LED 灯的秒数跳的快慢，使其运行结果便于观看，再次设置程序分别显示到计时 LED 灯的秒数的个位与十位，在显示秒数的个位与十位7 基于 8086 的交通信号掌握器的设计时要做秒数的个位与十位计数是否到零的推断，与此同时也要做秒数的个位与十位的断选码指示器的移动，最终做恢复断点和子程序的返回。其掌握流程图：进入个位减一显示个位N延时个位等于表外第一个地址显示十位十位减一延时个位赋

18、9NCX=0十位等于表外第一个地址返回图 1-7：倒计时显示程序最终，还设计了两个延时程序，一个是绿灯闪耀 3 次时间的延时 DL500 子程序，一个是延时黄灯亮的时间DELAY 子程序；DL500 子程序的设计思路利用了设备供给的软中断实现的延时，其掌握流程如流程图：1-7；DELAY 子程序的设计利用的是屡次循环空操作实现，思路首先保存断点设置空操作的次数，做推断循环是否该完毕，然后恢复断点，返回主程序，其掌握流程如下8 基于 8086 的交通信号掌握器的设计保存断点MOV AH,0FFH INT 21H星研公司供给的软中断实现延时恢复保存中断返回保存断电置空操作循环次数N循环计数器是否为

19、 0恢复断点7 段LED 灯显示清 0返回图 1-8:500ms 延时程图 1-9:DELAY 延时程序9 基于 8086 的交通信号掌握器的设计3） 、掌握程序IO2 EQU 20HCODE SEGMENT ”CODE” ASSUME CS:CODE,DS:CODESTART:MOV AX,CODE MOV DS,AXMOV AL,10000000B MOV DX,IO2+6 OUT DX,ALMOV DX,IO2+2MOV AL,00100100B;黄灯亮OUT DX,ALMOV BX,100WAIT1:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT1MOV AL,000

20、00000B;黄灯灭OUT DX,AL MOV BX,100WAIT2:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT2MOV AL,00100100B ;黄灯亮OUT DX,AL MOV BX,200WAIT3:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT3L:MOV AL,00010001B ;红灯，绿灯亮OUT DX,ALMOV BX,400WAIT4:MOV CX,882 LOOP $DEC BX10 基于 8086 的交通信号掌握器的设计JNZ WAIT4MOV AL,00010100B ;红灯，黄灯亮OUT DX,ALMOV BX,100WAI

21、T5:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT5MOV AL,00010000B ;红灯亮OUT DX,AL MOV BX,100WAIT6:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT6MOV AL,00001010B ;红灯、绿灯亮OUT DX,AL MOV BX,100WAIT7:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT7MOV AL,00100010B ;绿灯、黄灯亮OUT DX,AL MOV BX,400WAIT8:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT8MOV AL,00000010B ;

22、红灯亮OUT DX,AL MOV BX,100WAIT9:MOV CX,882 LOOP $DEC BX JNZ WAIT9 JMP LCODE ENDSEND START11 基于 8086 的交通信号掌握器的设计五、心得体会：通过此次模拟试验设计，加深了对芯片、8086 以及 8255A 的理解，对 8255A 芯片的 PA 口、PB 口、PC 口的初始化设计有了更好的了解，同时在对 8255A 芯片的工作方式选择，有了更好的生疏。通过试验的硬件连接，使我生疏到试验时单独动手力量的重要性，也使我们意识到我们的动手力量的欠缺，使我们生疏到在以后的学习和其他工作时应对单独动手力量的培育。在课本

23、上学得都是些理论学问，通过本次的实际操作，更加熬炼了我们对所学学问的认知应用力量，对 8255A 芯片的编程的更为直观的应用理解。经过两个星期的设计和调试，我们认为此程序段虽然说比较通俗易懂，但这也存着很多的缺乏，经过对程序和设计的认真思考，我们对掌握程序做了如下的改进设想：对东西和南北的绿灯倒计时初值重装时可以承受同一个子程序，一个修改思想，是在初值重装时可以利用小键盘来进展手动设置，另一个改进思想是在掌握程序中参加紧急状况的处理程序，既是要在紧急状况发生时承受中断来完成，但是由于我们的力量有限，在本次课程设计并没有实现这些功能。在设计完毕之后，我们也对程序进展了认真的思考。我们认为此程序段

24、虽然说比较通俗易懂，但这也存着很多的缺乏，经过对程序和设计的认真思考，我们对掌握程序做了如下的改进设想：在掌握程序中参加紧急状况的处理程序，既是要在紧急状况发生时承受中断来完成，但是由于我们的力量有限，在本次课程设计并没有实现这些功能。不过通过本次课程设计，我们对 8086 不再感觉是那么难懂，和对程序掌握硬件的理解，此次试验不但提高了我们的实践力量和理论水平，而且对于我们生疏把握各种操作技巧具有重大意义，使我们的综合动手力量得到了很大的提高！通过此次课程设计，觉察自己很多地方缺乏。刚开头拿到题目时自认为和简洁，可认真想象都不能很明确的说出交通灯的具体变化规章，可见对周边那么常见事物的无视，让我们生疏到要想在各个方面做的更好必需认真对待身边的每一件事，我们认为做试验，首先试验态度要端正，正确对待任何一个小的程序，有急躁，一步一步做下去，不断完善，切不行冒进，编程更需要脚踏实地，逐个调试子程序。在这方面星研给我们供给了良好的条件,遇到程序问题时我们可以承受单步调试,查看存放器里的数值,找出到底是哪步消灭了问题,继而解决问题， 实现预期功能，从而圆满的完成此次实践活动.12