微机基础原理与接口技术交通灯控制系统课程教学设计

1、-/郑州航空工业管理学院微机原理课程设计说明书2012 级 电气工程及其自动化专业1206972班级题 目交通灯控制系统设计姓 名 学号120697202指导教师王义琴 职称讲师二。一二年十二月 H-日摘要本次专业课程设计作为前阶段学习知识的一个检验，培养了我们的动手能力以及独立思考设计的能力，也是大学培养的一个重要实践步骤。设计初期，我们参照所做过的实验并通过网络，图书馆等资源查找到利用微机原理与接口技术设计制作交通灯的相关信息，对不同的方案进行细致的分析比较。并且按照题意与实际情况进行改进，使之符合要求。设计过程中发现的一些问题通过共同的分析研究得到的解决，此次课程设计巩固了前期的理论知识

2、，增强了动手实践能力。程序主要采用了 8255A可编程并行I/O接口芯片控制发光二极管LED并由8253 软件定时等来实现电路。关键词：交通灯；8255A; 8253; LED 软件定时； 一、交通灯控制系统的基本原理在本次课程设计当中，本次设计采用的是软件定时（即通过汇编指令）实现的。而灯的亮与灭以及闪烁是用 8255的A 口和B 口控制的，工作在方式0, A 口和B 口 均为输出。并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8 位、 16 位、 32 位等。 8255可编程外围接口芯片是Intel 公司生产的通用并

3、行I/O 接口芯片，它具有A、 B、 C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0-基本输入/出方式、方式1- 选通输入 / 出方式、方式2- 双向选通工作方式。二、交通灯控制系统的设计方案设计中使用8255A可编程并行接口实现了，对南北、东西方向交通的分别计时、分别控制，设计采用定时加中断控制的方式进行, 对两个方向车辆的通行时间分别计时。城市十字交叉路口红绿灯控制系统主要负责控制东西走向和南北走向的红绿灯的状态和转换顺序, 关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时, 正是基于以上考虑 , 按照设计要求设计如下:（ 1） 南北方向的绿灯, 东西方向的红灯同时亮30

4、秒。（ 2） 南北方向的绿灯灭, 黄灯亮 5 秒 , 同时东西方向的红灯继续亮。(3)南北方向的黄灯灭，红灯亮，同时东西方向的红灯灭,绿火T亮，持续30秒。(4)南北方向的红灯继续亮，同时东西方向的绿灯灭，黄灯亮5秒。(5)重复以上过程。三、硬件设计3.1 8255 结构8255的内部结构及引脚如图1所示，8255工作方式控制字和C 口按位置位/复 位控制字格式如图2所示尸二？ PE1-PB0双向数据总能效据D1DT f)总暖L'即网 控制 罡件Bn 的)读房矍整H三一 RD榷AtAf)。csCD (MJ院I0 «C 口 :倒归J.21pcj-？oaPA3 PA2 PAL P

5、AORDcCS-： OND一M 一 MPC? PCS PC5一PC4 一 PCD 一 PCIPC2一 PC3 PBO PB：PB2 一IA4PA53P£一KE5ETDODLD2D3D4D5D6D7VCC一PB7PB6一 PBJ 一PB4-PB3图1 8255的内部结构及引脚|。？ | D6 | 口 | 口4 | 邙 | DQ | DI | DO| D7 I 口8 I a I N I 邛 I D2 1PlC 口高4位 口输油 1 SSiAAC 。输出 1输入低出入口输输 col出入 口输输Bol方式选择 0五式41方式1不用-I_ -I . n - - -o oilo o11 n o

6、o o 1111 n1234 5-67聋位空位1宜窗方式选瓷方式口 01方式1 11方式2(司)工作方式控带存Cb)C口技位置位/复位控制字图2 8255工作方式控制字和 C 口按位置位/复位控制字格式3.2电路接线图xn?XD6XD5OOO-hDXEO：，工$XEGXDQXD1mwaD4D3aDlD0lo2日8 .4元元0123 4567BBBB BBB B pp pp ppp FKICWXIORICiYD00QD00MA1A2A3A4Q4A7ppppppppO 1234 0123-41-6 7 S911111 DDDDDDDD DDDDDDD开关孤LEL显术单元图3红绿灯模拟设计总电路图上

7、电路图为红绿灯模拟设计总电路图，通过 8086CPU（统总线来控制8255的A端口、B端口，而A、B端口分别接LED发光二极管来控制十字路口红绿灯。红、黄、绿灯的表示情况如下：由于仪器上面只有 16个发光二级管，且从高到低依次为:D15D14D13D12D11D10D9D7D6D5D4D3D2D1D0设计的过程中做了如下的规定：R表小红灯，G表小绿灯，Y表小黄灯；E表小方向东，W表小方向西，S表小方 向南，N表示方向北，例如：ER表示东方向为红灯，WGg示西方向为绿灯，SY表示 南方向为黄灯，其余的类似。所以在设计中采用如下的规定：D15D14s示ER, D13D12 表示 SR D11D10

8、S示 EG D9D即示 SG D7D映示 WR D5D4ft示 NR D3D2s示 WG D1D0S示 NG D15D14D11D101示 EY D7D6D3D宏示 WY D13D12D9D8示 SY, D5D4D1D0S示NY具体连线及表示如下图所示（圆圈表示发光二极管）。图4 十字路口红黄绿灯的表示3.3 使用说明这是一个交通红绿灯的模拟显示实验，由8255控制16个LED发光二极管的亮与暗来表达十字路口的交通信号， A 口表示东、南方向，B 口表示西、北方向，绿灯和红灯共同表示黄灯。可 以通过发光二极管来判断具体是哪个方向、哪个灯亮。四、软件设计4.1 程序流程框图芯片初始化南北方向绿灯

9、亮，东西方向红灯亮30秒南北方向黄灯闪烁，东西方向红灯亮5秒南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮30秒南北方向红灯亮，东西方向黄灯闪烁5秒结束4.2 源程序清单IOY0 EQU 0DA00H ;MY8255_A EQU IOY0+00H*4MY8255_B EQU IOY0+01H*4MY8255_C EQU IOY0+02H*4MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4;8255片选IOY0对应的端口始地址;8255的A口地址;8255的B口地址;8255的C口地址的控制寄存器地址定义数据变量定义8255工作方式工作方式0, A 口和B 口为输出STACK1 SEGMENT STACKD

10、W 256 DUPSTACK1 ENDSDATA SEGMENTLA DB ?;LB DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,MY8255_MODE ;MOV AL,80H ;OUT DX,ALLOOP1: MOV DX,MY8255_A写A 口发出的数据，南方向绿灯亮，东方向红灯亮MOV AL,0C3HOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ; 写B 口发出的数据，北方绿向灯亮，西方向红灯亮MOV AL,0C3HOUT DX,ALCALL DALLY1MOV C

11、X,08HMOV DX,MY8255_A ;写A口发出的数据，南方黄向灯亮，东方向红灯亮MOV AL,0F3HOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B写A 口发出的数据，北方黄向灯亮，西方向红灯亮MOV AL,0F3HOUT DX,ALCALL DALLY2MOV DX,MY8255_A写A 口发出的数据，南方向红灯亮，东方向绿灯亮MOV AL,03CHOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ; 写B 口发出的数据，北方向红灯亮，西方向绿灯亮MOV AL,03CHOUT DX,ALCALL DALLY1MOV CX,08HMOV DX,MY8255_A ;写A口发出的数据，南

12、方向红灯亮，东方向黄灯亮MOV AL,0FCHOUT DX,ALMOV DX,MY8255_B ;写B 口发出的数据，北方向红灯亮，西方向黄灯亮MOV AL,0FCHOUT DX,ALCALL DALLY2MOV AH,1;判断是否有按键按下，调用功能号 1INT 16H;ROM BIOS功能调用JZ LOOP1;无按键则跳回继续循环，有则退出QUIT: MOV AX,4C00H ;结束程序退出INT 21H;DOS系统功能调用DALLY PROC NEAR;软件延时子程序PUSH CXPUSH AXMOV CX,0FFFHD1: MOV AX,0FFFFHD2: DEC AXJNZ D2LO

13、OP D1POP AXPOP CXRETDALLY ENDPDALLY1 PROC NEAR ;软件延时子程序，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮PUSH CXPUSH AXMOV CX,1EHD3: CALL DALLYLOOP D3POP AXPOP CXRETDALLY1 ENDPDALLY2 PROC NEAR ;软件延时子程序，黄灯闪烁（即亮与灭）的时间间隔,PUSH CXPUSH AXMOV CX,05HD4: CALL DALLYLOOP D4POP AXPOP CXRETDALLY2 ENDPCODE ENDSEND START五、结论本次课程设计模拟十字路口交通灯控制系统，运用8

14、255A控制在红，黄，绿三个信号灯，并用软件定时实现了南北方向的绿灯，东西方向的红灯同时亮30秒。30秒 后南北方向的绿灯灭，黄灯亮5秒，同时东西方向的红灯继续亮。5秒后南北方向的 黄灯灭，红灯亮，同时东西方向的红灯灭，绿或T亮，持续30秒。再过30秒南北方向的 红灯继续亮，同时东西方向的绿灯灭，黄灯亮5秒，如此循环。六、参考文献1舒贞权，任伟利微机计算机原理M 西安：西安交通大学出版社，19972顾元刚，韩燕汇编语言与微机原理教程M 北京：电子工业出版社，20003钱晓捷 主编：微机原理与接口技术，第4版，机械工业出版社，20084沈美明等编著：80X86汇编语言程序设计，清华大学出版社，2001年9月出版。5杨素行等编著：微型计算机系统原理及应用，第2版，清华大学出版社，2004设计总结：通过这两周的微机原理与接口技术课程设计课，我对这学期学微机原理与接口 技术原理的知识有了更进一步的认识。课程设计中我受益匪浅，收获颇多，但从中 也发现了自己许多的不足