交通灯控制系统

PAGEPAGE9山东理工大学计算机学院课程设计（微机原理及接口技术）班级姓名学号指导教师年月日课程设计任务书及成绩评定1、设计题目：交通灯控制系统2、设计内容和要求：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）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。可利用8255、8253、8259等接口电路。3、设计任务和要求：3.1接口设计、连接和调试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,并在实验系统上完成电路的连接和调试通过。3.2程序设计、调试要求画出程序框图，设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释,并在实验系统上调试通过。3.3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2000-3000字（不包括程序清单），内容包括：eq\o\ac(○,1)设计题目；eq\o\ac(○,2)系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标；eq\o\ac(○,3)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；eq\o\ac(○,4)系统设计：接口电路设计，程序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算；eq\o\ac(○,5)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、收获和提高。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该3页之后。3.4设计内容不允许抄袭和复印，否则取消设计成绩。4、工作安排：（设计进度及完成情况）第一阶段：根据题目要求查阅资料构思设计方案、进行接口电路原理图设计和程序设计以及其它准备工作。第二阶段：对第一阶段完成的设计内容进行详细的检查或修改无错后，按照接口电路原理图的设计自行在实验系统上进行接线和连接，确保无错后再进行程序的输入和调试，为便于调试和查错，程序最好采用模块化结构，一部分一部分的调试，通过反复的调试或修改直到达到设计要求为止。第三阶段：按照3中的内容和要求撰写课程设计说明书。日期内容08.6．23—08.6．24查阅资料，拟定设计方案08.6．25—08.6．26编写程序08.6．27—08.6．31总体设计方案，上机验收08.6．31—08．7．1书写设计报告并上交主要参考文献及资料：[1]《微型计算机技术及应用》清华大学出版社2003戴梅萼、史嘉权[2]《微机原理与接口技术基础与应用》海洋出版社2005邓振杰[3]《微机原理与接口技术实验及课程设计》西南交通大学出版社2005杨斌[4]《IBM-PC汇编语言程序设计》清华大学出版社2003沈美明，温冬婵系主任___________（签字）成绩评定：评语：设计成绩：指导老师：（签字）二○年月日本次课程设计的目的和意义学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。本次课程设计，主要是了解计数器/定时器8253的工作原理，以及学会对8253、8255、8259的应用和设计技术。对微型计算机基本的系统结构、对微型计算机硬软件的工作原理有个整体的认识。二、交通灯控制系统1．设计内容按照时间控制原则，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，同行时间（禁止时间）30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。可利用8255A、8253A、8259A等接口电路。2．设计要求（1）设计出完整的接口电路。（2）编写出全部程序。（3）在实验系统上调试通过。3．工作原理系统的主要功能作用及主要技术性能和指标：（1）、程序中设定好8255A的工作模式，及三个端口均工作在方式0，并处于输出状态。（2）、程序中设定好8253计时器的工作模式，采用计时器0，工作在方式2（分频器，使其0.01秒产生一次中断）。本设计采用1M赫兹的脉冲，采用二进制，故初始值为10000。也可采用BCD码，则初始值为0H，（相当于十进制10000）。（3）、8259A编程结构包括7个寄存器（4个用来容纳初始化命令字，3个用来容纳操作命令字），IRR（中断请求寄存器），PR（中断优先级裁决器），ISR（当前中断服务寄存器）。8259A中断控制器有多种工作方式，这些方式都可以通过编程来设置。本课程设计用到初始化命令字ICW1，ICW2，ICW4；操作命令字OCW1。其中ICW1送偶地址，ICW2，ICW4，OCW1送奇地址。采用IR0边沿触发方式中断。4．原理图： OUT0 OUT08253AGATE0CSClk0 PA08255A PA7CS译码器ABCINTAINTR8259AIR0CS发光二极管电路CPU1M5V5.系统设计：（1）程序设计框图：YY初始化8259A初始化8255A初始化8253A设置中断四灯全红延时二极管数据输出开始有按键结束N（2）程序：CODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVAL,13H;定义ICW1MOVDX,210H;ICW1命令字送偶地址，采用边沿触发方式OUTDXMOVAL,08H;ICW2命令字送奇地址，中断类型码为8MOVDX,211HOUTDXMOVAL,1;ICW4命令字送奇地址，采用一般终端方式OUTDXMOVAX,0;初始化数据段MOVDS,AXLEAAX,INT0;中断向量送中断向量表MOVDS:[4*8],AX;送IP地址MOVAX,CSMOVDS:[4*8+2],AX;送CS地址INAL,DXANDAL,0FEH;OCW1操作命令字使D0位中断请求允许OUTDX,AL;屏蔽其他位，并且送奇地址MOVAL,80H;8255A初始化，使A、B、C口均为0方式MOVDX,203H;输出送控制口地址OUTDXMOVAX,34H;8253A初始化，选择0计时器工作在方式2MOVDX,20BH;送控制口地址OUTDXMOVAX,10000;对计数器0设置初始值，使其0.01秒MOVDX,208H;产生一次中断（采用1M赫兹脉冲）OUTDX,AL;送低8位MOVAL,AH;送高8位OUTDXMOVBX,0;寄存器清零STI;开中断MOVDX,200HMOVAL,0F0H;全红，8255AA口输出OUTDX,ALAA: CMPBX,50;延时5秒 JNEAA MOVBX,0 MOVCX,3 REPEAT:MOVAL,;南北绿，东西红MOVDX,200HOUTDXBB: CMPBX,3000;延时30秒 JNEBB MOVBX,0MOVCX,3;南北方向黄灯闪三次LOOP1:MOVAL,;南北黄，东西红MOVDX,200HOUTDX,ALCC: CMPBX,50;延时5秒 JNECC MOVBX,0 MOVCX,3MOVAL,;南北灭，东西红MOVDX,200HOUTDX,ALDD: CMPBX,50;延时5秒 JNEDD MOVBX,0 MOVCX,3LOOPLOOP1MOVAL,;东西绿，南北红MOVDX,200H OUTDX,AL MOVBX,0EE: CMPBX,3000;延时30秒 JNEEE MOVBX,0 MOVCX,3;东西方向黄灯闪三次LOOP2:MOVAL,;东西黄，南北红MOVDX,200HOUTDXMOVBX,0FF: CMPBX,50;延时5秒 JNEFF MOVBX,0 MOVCX,3MOVAL,;东西灭，南北红MOVDX,200HOUTDX,ALGG: CMPBX,50;延时5秒 JNEGG MOVBX,0 MOVCX,3LOOPLOOP2JMPREPEAT;重复交通灯亮灭情况INT0PROC;中断子程序PUSHDXINCBX;[BX]加1MOVDX,210HMOVAL,20H;中断结束命令OUTDX,ALPOPDXIRET;返回主程序INT0ENDPCODEENDSENDSTART（3）运行结果：每一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延时30秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁三次以后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车，延时30秒后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁三次以后，再切换到1、3路口方向，之后，重复上述过程。四.设计时遇到的问题及主要解决方法：在课程设计中遇到的最大的困难是如何利用软、硬件配合的方式产生中断，对8553A与8259A之间的联系还比较模糊，对中断的初始化、具体设置、中断返回还不是很了解，程序设计一度陷入停滞状态，不知如何是好。

我们又重新翻阅了我们的教材《微型计算机技术及应用》，重点研究了8253A的各种工作模式，通过对8253A的学习，我们终于对它的中断有了详细的认识，在设计程序时也容易了很多。起初打算用模式0方式，使计时结束后产生中断。因为此程序涉及两个中断，0.5秒后中断一次；30秒后中断一次。这样的想法不是一种最好的思路，于是换种方法采用模式二，每0.01秒产生一次中断，终端程序中仅使寄存器的值加1，完成延时功能。五．设计总结： 通过该课程设计，掌握了什么是编译程序，编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务，熟悉了编译程序总流程框图，了解了编译程序的生成过程、构造工具及其相关的技术对课本上的知识有了更深的理解，课本上