微机原理与接口技术课程设计实验报告2-交通灯控制系统1剖析

1、 微机原理与接口技术课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：成绩：2008年7月1日TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1、课程设计的目的和要求3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2、系统的主要功能、作用及主要性能指标1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 3、总体设计11基本工作原理13.2硬件总体设计23.2.1硬件电路设计23.2.2原理及连线图23.3软件总体设计33.3.1主程序流程图33.3.2中断服务子程序流程

2、图43.4调试过程4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 4、硬件设计55、软件设计56、系统操作说明8 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 7、结束语8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 8、参考文献8一、课程设计的目的和要求课程设计的目的和意义：微机原理与接口技术是计算机、电子类专业的专业基础课。在课程体系种占有重要的位置。课程设计的目的是配合平时的教学和实验，以达到巩固和消化课堂教学内容，进一步加强综合应用能力，启发创新思维的目的。是培养学生综

3、合素质，提高动手能力，提高发现问题和解决问题能力的重要阶段。课程设计的基本要求：接口设计：根据所选题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路。程序设计:要求画出程序流程图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释。课程设计说明书：a、本次课程设计的目的和意义。b、设计报告：字数约20003000字（不包括程序清单），内容包括：设计题目；系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标；总体设计方案、工作和组成原理（框图）或设计说明、采用的技术路线等；系统设计：接口电路设计，程序设计（程序流程图和程序清单及注释）以及其他有关的理论分析和计算；设计总结：对整个设计工作过程进行归纳和综合，对设计中所存在

4、的问题和不足进行分析和总结，提出解决的方法、措施、建议和对这次设计实践的认识、收获和提咼。c、作品的使用或操作说明。d、设计图纸或图表（如接口电路原理图等）。装订时将课程设计说明书附在封面的3页之后。二、系统的主要功能、作用及主要性能指标按照时间控制原则，利用并行接口和定时器，采用时间中断方式设计一套十字路口的交通灯管理系统，通行时间（或禁止时间）25秒，准备时间5秒，在准备时间里黄灯闪烁5次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。可利用8255、8253、8259等接口电路。三、总体设计1、基本工作原理路IIL辟I13跻I1=设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东，西方向。初始化之后，1、

5、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟一段时间（30秒）后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁。闪烁3次（延时3秒）后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车。延迟一段时间（30秒）后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁3次（延时3秒）后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程2、硬件总体设计（1）硬件电路设计各芯片主要管脚的功能如下：8255APC0:和8253的OUTO端相与后得到黄灯信号，其中1表示亮，0表示暗PC1:表示绿灯信号，其中1表示亮，0表示暗PC2:表示红灯信号，其中1表示亮，0表示暗PC3:和825

6、3GATE1端相连，为时器1的门控型号PC4:和8253GATE2端相连，为时器2的门控型号PA0PA7,PB0PB7可接两个8段LED显示器，用于显示当前等亮时间8253：定时器0：输入信号设为10KHZ,工作在方式3,输出为1HZ方波，OUT0和PC0相与得到黄灯信号。定时器1：输入信号为OUT0,工作站方式2,计数初值为30,实现延迟30S后产生中断。控制字为：01010100定时器2：输入信号为OUT0,工作站方式2,计数初值为3,实现延迟3S后产生中断。控制字为：100101008259：采用边沿触发，没有级联，需要设ICW1,ICW2,ICW4，不用ICW3。（2）原理及连接图Z8

7、255AD0-D7PA7-PA0PB7-PB07PC7PC6PCSPC4PC3PC2PC1PCO825382595V合AO,DQ-D7M2INTR红绿5V1OKHz1HzO-so-V-D76543210-cA-讥-RRRRRRRRRDNGINTA3、软件总体设计系统流程图如下图所示:注：黄灯闪烁由outo和pel相与得到定时器0工作在方式3,定时器2工作在方式2中断服务流程图如下图:屮斷恢复调试过程、根据硬件线路设计将硬件的线路连好。、根据软件设计的程序流程图编好原程序。、将程序在PC机上编译通过，并将PC机与硬件连好，进行连接和运行调试。四、硬件设计介绍本系统所选用的各种芯片的引脚、功能、相

8、应的命令字控制格式。8255芯片引角图8259芯片引角图8253芯片引角图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环磺CAS2IXiWHliiTAlAi：-ClK2(JIT2ClKlH.VII-.I心II(1)8255A的控制字：8255A方式选择控制字1D6-D5D4D3D2：D1DO方式控制字标志位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输出L1:端口CPC3-PC0输忌J0:端口B输出I1:端口B输;r0：喘口B方式D1:端口B方式10：端口总PC仪P輛出1:端口CPC7-PC:4WuK0XXXD3D2DIDO端口C按位置1/复0控制标志位不里端口.C的位选择:PC0000PC001PC2010PC3011PCd100PC5101PC6110PCT111o:：复位1;.置位(2)8259A的操作命令字OCW1:A0D7D6D5D4|1|注：M7MO分别对应M7M6M5M4M3M2M1M0D3D2D1DOIR7IROOCW2:AOD7D6D5D4D3

10、D2D1DO优先级方式控制位RSLEOI00L2L1L0决定了OCW2中L2LO位是否有效SL=1为有效当SL=1时,用来指定SL=O,L2LO无效OCW2选定的操作作用于哪一级IR码。(3)8253命令字的格式:D7D6D5D4D3D2D1D0SCISC0RW1RW0M2M1M0BCDKV/vv00计数器000计数器锁存读命令000方式0D0=0按二进制格式计数01计数器101只读/写低字节001方式1D0=1按BCD码格式计数10计数器210只读/写咼字节*10方式211非法11先读/与低字节*11方式3，后读/写咼字节100方式4101方式5五、软件设计源程序清单：源程序（带注释）：AD

11、1_8253EQUOODOHAD2_8253EQU00D1HAD3_8253EQU00D2HAD4_8253EQU00D3HAD1_8255EQUOOCOHAD2_8255EQU00C2HAD3_8255EQU00C4HAD4_8255EQU00C6HAD0_8259EQU00A0HAD1_8259EQU00A1HDATASEGMENTOLDOC1DD?OLDOC2DD?R_GDBOH;下一次应该亮红灯，还是绿灯，0（绿）,-1（红）。DATAENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODEMAIN:MOVAX,DATAMOVDS,AX；中断服务程序;函数名：RED_G

12、REEN;功能：当红绿亮完后设置系统状态RED_GREENPROCFARPUSHAXSTIMOVAL,R_GNOTAL;将R_G取反MOVR_GALMOVAL,00000010BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000100BOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000001B;PC1置0,即绿灯变暗;PC2置0,即红灯变暗;PC0置1,即黄灯变亮OUTAD4_8255,ALMOVAL,00000110B;PC3清0,GATE1低电平，计数器1暂停计数OUTAD4_8255,ALMOVAL,00001001B;PC4置1，GATE2高电平，计数器2开始计数CLIPOPAXIRE

13、TRED_GREENENDP;函数名：YELLOW；功能：当黄灯亮完后设置系统状态YELLOWPROCFARPUSHAXSTIMOVAL,R_GCMPAL,0HJNECHANGE_REDMOVAL,00000011B;PC1置1,即绿灯亮OUTAD4_8255,ALJMPENDCHANGECHANGE_RED:MOVAL,00000101B;PC2设置1，即红灯亮OUTAD4_8255,ALENDCHANGE:MOVAL,00000000B;PC0清零，即黄灯暗MOVAL,R_GNOTAL;将R_G取反MOVR_GALOUTAD4_8255,ALMOVAL,00000111B;PC3置1,ga

14、te1高电平，计数器1开始计数OUTAD4_8255,ALMOVAL,00001000B;PC4置0,gate2低电平，计数器2暂停计数CLIPOPAXIRETYELLOWENDP;初始化8253MOVAL,00010111BOUTAD4_8253,ALMOVAL,01010100BOUTAD4_8253,ALMOVAL,10010100BMOVAL,00HOUTAD1_8253,ALMOVAL,1EHOUTAD2_8253,ALMOVAL,03HOUTAD3_8253,AL;（定时器0,方式3,BCD计数，初值10000）;（定时器1,工作方式2,2进制计数，初值30）;（定时器2,工作方式

15、2,2进制计数，初值3）;给定时器0付初值0,表示最大值10000;给定时器1付初值30;给定时器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,都作为输出口;将PC0清零，即黄灯暗;将PC1清零，即绿灯暗;将PC2置1,即红灯亮;将PC3置

16、1,即定时器1开始计时;将PC4清零0,即定时器2暂停计时;初始化8259MOVAL,00010011B;边沿触发，要用ICW4，没有级联，不用ICW3OUTAD0_8259,ALJMPSHORT$+2MOVAL,00001000BoutAD1_8259,ALMOVAL,00010001B;I/0端口延时;ICW2,设置中断向量，起始中断向量为08H;即IR6,IR7的中断类型号分别是0EH,0FH;ICW4，特殊全嵌套，非缓冲方式，正常结束;写入IR6中断处理程序YELLOWMOVAX,350EHINT21HMOVWORDPTROLDOC1,BXMOVWORDPTROLDOC1+2,ESMO

17、VAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETYELLOWMOVAX,250EHINT21H;写入IR7中断处理程序RED_GREENMOVAX,350FHINT21HMOVWORDPTROLDOC2,BXMOVWORDPTROLDOC2+2,ESMOVAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETRED_GREENMOVAX,250FHINT21HEXIT:MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDMAIN程序运行结果：即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟；1分钟后，东西方向的黄灯闪烁5秒钟，。此时南北方向仍维持红灯点亮。东西方向的黄灯闪烁5秒钟后，转为

18、东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮20秒钟；20秒钟后，转为南北方向的黄灯闪烁5秒钟，此时东西方向仍维持红灯点亮。南北方向的黄灯闪烁5秒钟后，东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟。如此循环重复。由于数码显示模块没有完成，数码管没有倒计时显示。六、系统操作说明七、结束语本次课程设计的总结与体会:微机原理与接口技术是一门很有趣的课程，任何一个计算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要涉及到整体的每一部分。讨论某一部分原理时又要涉及到其它部分的工作原理。这样一来，不仅不能在短时间内较深入理解计算机的工作原理，而且也很难孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序渐进的课堂教学过程中，

19、我总是处于“学会了一些新知识，弄清了一些原来保留的问题，又出现了一些新问题”的循环中，直到课程结束时，才把保留的问题基本搞清楚。学习该门课程知识时，其思维方法也和其它课程不同，该课程偏重于工程思维，具体地说，在了解了微处理器各种芯片的功能和外部特性以后，剩下额是如何将它们用于实际系统中，其创造性劳动在于如何用计算机的有关技术和厂家提供的各种芯片，设计实用的电路和系统，再配上相应的应用程序，完成各种实际应用项目。这次实验并不是很难，主要的困难来自对程序的理解。功夫不负有心人，经过多个人的合作和努力，我们最后对实验的原理有了清晰的认识。虽然很多模块单元没有用到，但是就系统功能来说，我觉得我们做的还是不错的。这次课设却让我们对实验芯片有了足够的了解，让我们知道了实验芯片的用法；而且它还让我们对自己动手写程序来控制芯片的运作有了一定的基础。虽然只是一个小型的课程设计，但是通过学习和操作，我们对有关接口的知识将会有一个更广泛的认识，而且它对我们以后的学习也会有