《计算机原理实验》交通灯自动控制系统设计

1、交通灯自动控制系统设计1设计要求利用实验台上的彩色LED模拟两组“红一黄一绿”交通信号指示灯，将其分别作为主 干道和支线道路的信号灯。具体要求如下：顺序（状态）（空）主干路（南北）信号灯支线路（东西）信号灯状态字（16进制）D7D6D5D4D3D2D1D0-红黄绿红黄绿1000011000CH 一一主干路行20001010014H 一一 主干路转换30010000121H支线路行40010001022H-一支线路转换利用8253实现秒定时。主干线绿灯亮5秒，支线亮5秒。绿灯过渡到红灯时有两秒的 黄灯显示（可用闪烁效果）周期；表3.1.3 :信号灯状态字表.设定D8255A的PC 口作输出、显示

2、信号灯的效果；.设定8253的CNT0做分频器，将1MHZ信号分频为100HZ,再由CNT1将100Hz分 频为周期为5秒的周期性方波（模式2）;.将D8255A的PA 口设定为输入，并使用 PA0与8253的OUT1连接，CPU通过查询 PA0的电平变化（秒信号），控制信号灯运行（即每5秒钟改变一次信号灯的状态）；.分别使用两个单脉冲的输出（正的脉冲输出）与 386模块的MIR5和SIR0连接，作 为“南北”和“东西”人行横道的“紧急通行”呼叫信号。当产生呼叫信号后，该方向的信 号灯变为绿色，维持一段时间后，信号灯恢复正常运行。2设计分析及系统方案设计对8255进行初始化配置，设定PA为输入

3、，PB、PC为输出功能，分别控制数码管及交 通灯组。使用8253对外部输入的1MHz时钟进行分频，得到1Hz时钟脉冲。将此时钟信号 输入PA0 口，并使用查询法，对PA0 口状态进行判断，检测PA0=0则进行计数器的累加操 作，并根据计数器的数值进行交通灯的转换及数码管的倒计时显示操作。使用 8259对过马 路信号进行相应，在中断中进行灯的强制变换。3硬件电路图中断响应人行横道呼叫信号200H210H一系统总线系统总线4程序流程图8255D7PCD0/RD/WRA1A0PB/CSPA0D7OUT2CLK2D0GATE2OUT2/RDCLK2/WRGATE2A1OUT0A0CLK0GATE0/C

4、S8254/8253L5L0查询、 秒周期1MHH 时钟源交通灯连接数码管显示部分连接逻辑笔监测秒信号+5V8253分频产生周期为1s脉冲信号count=0,bx=0,si=05程序清单data segmentio_address equ 210hio8255_k equ 203hio8255_c equ 202hio8255_b equ 201hio8255 equ 200hcount db 0000bportci db 0ch,14h,21h,22h,0ffhled db 06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh;1,2,3,4,5,6 数码管 data endscode segme

5、ntassume cs:code,ds:data start:cli ; 关中断;8255mov ax,datamov ds,axmov dx,io8255_k ;8255 初始化-PA 输入，PB PC俞出mov al,10010000bout dx,al;8253mov dx,io_address+3 ;8253 初始化mov al,00110111b ; 计数器 0 方式 3out dx,al ;BCD 码计数mov dx,io_addressmov al,0out dx,alout dx,al ; 写初值 10000计数器 1 计数器 1 方式 3二进制计数先低后高写初值500时钟 5

6、s计数器2 方式3二进制计数先低后高out dx,al ;mov dx,io_address+1mov al,11110100b ;out dx,almov al,1out dx,al ;OUT1mov dx,io_address+3 mov al,10010110b ;out dx,al ;mov dx,io_address+2 mov al,100 ; 写初值 100out dx,al ;OUT2 时钟 1s;8259in al,21h ;8259初始化and al,11011011b; 开放主片 IR5 中断和一个从片输入IR2out 21h,alin al,0a1Hand al,111

7、11110B ;开放 IR0out 0a1h,al;- 设置中断向量表-push ds ; 设置中断向量表mov ax,0mov ds,ax;-设置MIR5对应的中断向量-lea ax,cs:int_proc1 ;AX 指向中断程序入口地址mov si,35hadd si,siadd si,simov ds:si,axpush cspop axmov ds:si+2,ax;-设置MIR5对应的中断向量-lea ax,cs:int_proc2 ;AX 指向中断程序入口地址mov si,70hadd si,siadd si,simov ds:si,axpush cspop axmov ds:si+

8、2,axpop dssti ; 开中断;led 显示 si 置 0led_reon:mov si,0jmp go; 检测 PA0 ddd:mov dx,io8255 in al,dx and al,01H jz dddcmp count,0 ;count je led_reongo: inc count jmp changeon:mov dx,io8255_c mov al,portc1bx out dx,al ;PC mov dx,io8255_b mov al,ledsi-1 out dx,al ;PB dec si;loop:mov dx,io8255 in al,dx and al,0

9、1H jnz loop jmp dddchange:cmp count,6 ja chack1 mov bx,0 cmp si,1 ;jb led1 jmp onchack1:cmp count,9 ;ja chack2 mov bx,1 cmp si,1 ;置零， si 置零口输出交通灯显示指令口输出数码管显示字符每完成一次输出， si 递减16 :bx=0,si=6检测 si 大小，进行赋值79 :bx=1,si=3检测 si 大小，进行赋值jb led2 jmp onchack2:cmp count,14 ;1014 :bx=2,si=5ja chack3mov bx,2cmp si,1

10、 ;检测 si 大小，进行赋值jb led3jmp on chack3:mov bx,3 ;1516 :bx=3,si=2cmp count,16jae re_oncmp si,1 ;检测 si 大小，进行赋值jb led4jmp onled1:mov si,6jmp onled2:mov si,3jmp onled3:mov si,5jmp onled4:mov si,2jmp onre_on:mov count,0jmp on; 中断子程序1int_proc1 proc farpush bxpush dxmov dx,io8255_cmov al,0cHout dx,almov cx,20

11、00de1:mov di,2000de0:dec dijnz de0loop de1mov al,20H；发送中断结束命令（向 386EX主8259的MIR5），主干路行out 20h,alpop dxpop bxstiiretint_proc1 endp; 中断子程序2int_proc2 proc farpush bxpush dxmov dx,io8255_cmov al,21Hout dx,almov cx,1500de2:mov di,1500de3:dec dijnz de3loop de2mov al,20Hout 20H,almov al,20H out 0a0h,al pop

12、dx pop bx sti iretint_proc2 endp code ends end start 6系统调试运行结果说明、分析所出现得问题，设计体会与建议系统使用汇编语言进行设计，在调试过程中，对于不同操作的结合上出现了问题。 初始 选择使用8253分别产生1s,5s两种周期脉冲函数，作为各操作的触发时间标准，使用查询法， 查询A0 口，控制交通灯以5s为间隔进行转换，对于数码管的倒计时显示，使用查询法， 查询A1 口，控制数字的变化。但在两种端口的查询上出现了问题，而且此时，交通灯的转 换时间只能固定设置为5的倍数，无法进一步具体设置。随后决定整个系统使用1s的时间脉冲进行控制，在交通灯的转换上，根据计数器的不同数值进行操作，控制时间分别为 6s,3s,5s,2s并在每次查询端口时对数码管进行操作，根据计数器数值，设定数码管显示的 初始值，并进行每次减一的操作，达到倒计时显示的目的。7结论及设计体会设计系统完成模拟两组“红一