微机原理课程设计报告交通灯

综合性、设计性实验报告设计题目交通灯的设计实验课程名称微机原理及应用指导教师杨振南开课学期2010至2011学年下学期姓名游金涛学号200808002304专业通信工程班级通信0803上课时间2010年9月13日湖南科技学院教务处编印一、实验设计方案实验名称：交通灯的设计实验时间：2010/12/26小组合作：是□否☑小组成员：无1、实验目的：分析实际的十字路口交通灯的亮灭过程，用实验箱上的8255实现交通灯的控制。（红，黄，绿三色灯）2、实验设备及材料：微机原理和接口技术实验室的实验箱和电脑设备等。3、理论依据：此设计是通过并行接口芯片8255A和8086计算机的硬件连接，以及通过8253延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制。如硬件连接图所示（在后），红灯（RLED），黄灯（YLEDD）和绿灯（GLED）分别接在8255的A，B，C口的低四位端口，PA0，PA1，PA2，PA3分别接1，2，3，4（南东北西）路口的红灯，B，C口类推。8086工作在最小模式，低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7，AD8~AD15通过地址锁存器8282，接到三八译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOCK1和CLOCK2，OUT1接到8086的AD18，8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30s定时到。OUT2产生1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0既基本输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。4、实验方法步骤及注意事项：○1设计思路红，黄，绿灯可分别接在8255的A口，B口和C口上，灯的亮灭可直接由8086输出0，1控制。设8253各口地址分别为：设8253基地址即通道0地址为04A0H，通道1为04A2H，通道2为04A4H，命令控制口为04A6H。黄灯闪烁的频率为1HZ，所以想到由8253产生一个1HZ的方波，8255控制或门打开的时间，在或门打开的时间内，8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲，工作在方式3即方波发生器方式，理论设计输出周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1s，因此通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲，所以通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ，通道1作计数器工作在方式1，计数初值3000=BB8H既30s，计数到则输出一个高电平到8255的PA7口，8255将A口数据输入到8086，8086检测到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波，通过一个或门和8086共同控制黄灯的闪烁，因此也是工作在方波发生器方式，其计数初值为100=64H，将黄灯的状态反馈到8055的端口PB7和PC7，同样输入到8086，8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态变化，计9次状态变化可完成5次闪烁。三个通道的门控信号都未用，均接＋5V即可。○2硬件原理及电路图由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的，所以应该是8255A的1A、0A线分别与8086CPU的2A、1A线相连，而将8086的0A线作为选通信号。如果是按8255A内部地址来看，则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+001H)，PC口地址为(CS+002H)，命令控制口地址为(CS+003H)，其中，CS为8255片选信号CS的首地址；若是按8086CPU地址来看，则8255A的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+002H)，PC口地址为(CS+004H)，命令控制口地址为(CS+006H)。当CS＝0288H，则PA口地址为0288H，PB口地址为028AH，PC口地址为028CH，命令控制口地址为028EH。电路图如下所示：○3程序流程图初始化8255，8253红灯全亮绿灯黄灯全灭南北绿灯亮东西红灯亮等待8253延时30s时间是否到？YN南北绿灯灭东西红灯不变南北黄灯闪烁等待黄灯闪烁5次？YN南北红灯亮东西绿灯亮8253延时30s东西绿灯灭黄灯闪烁5次○4程序清单DATASEGMENT;设置数据段，以及端口地址分配PORTAEQU218HPORTBEQU219HPORTCEQU21AHPTCON8255EQU21BHPORT0EQU238HPORT1EQU239HPORT2EQU240HPTCON8253EQU241HDATAENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODEINIT:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,PTCON8253MOVAL,36HOUTDX,ALMOVDX,PORT0MOVAX,2710HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,AL;通道0工作方式3周期0.01sMOVDX,PTCON8253MOVAL,71HOUTDX,AL;通道1工作方式1MOVDX,PTCON8253MOVAL,96HOUTDX,ALMOVDX,PORT2MOVAL,64HOUTDX,AL;通道2工作方式3周期1s8253初始化完成MOVDX,PTCON8255MOVAL,80HOUTDX,AL;8255初始化A，B，C口均工作在方式0MOVDX,PORTAMOVAL,0OUTDX,ALMOVDX,PORTBMOVAL,0FHOUTDX,ALMOVDX,PORTCMOVAL,0FHOUTDX,AL;灯初始化完成STA:MOVDX,PORTAMOVAL,0A0HOUTDX,ALMOVDX,PORTBMOVAL,0F0HOUTDX,ALMOVDX,PORTCMOVAL,50HOUTDX,AL;南北绿灯亮，东西红灯亮MOVDX,PORT1MOVAX,0BB8HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,AL;8253通道1赋值开始计时SCAN1:MOVAL,0MOVDX,PTCON8255MOVAL,90HOUTDX,ALMOVDX,PORTAINAL,DXANDAL,0FHCMPAL,1JNZSCAN1;扫描PA7口FLA1:MOVDX,PTCON8255MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,PORTCMOVAL,0F0HOUTDX,ALMOVDX,PORTBMOVAL,50HOUTDX,ALMOVCX,0TEST1:MOVDX,PTCON8255;检测PB7MOVAL,82HOUTDX,ALMOVDX,PORTBINAL,DXANDAL,0FHMOVAH,ALMOVDX,PTCON8255MOVAL,82HOUTDX,ALMOVDX,PORTBINAL,DXANDAL,0FHXORAL,AHADDCL,ALCMPCL,9JNZTEST1;闪烁5次MOVDX,PTCON8255MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,PORTAMOVAL,50HOUTDX,ALMOVDX,PORTBMOVAL,0F0HOUTDX,ALMOVDX,PORTCMOVAL,0A0H;南北红灯亮，东西绿灯亮MOVDX,PORT1MOVAX,0BB8HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,AL;8253通道1赋值开始计时SCAN2:MOVAL,0MOVDX,PTCON8255MOVAL,90HOUTDX,ALMOVDX,PORTAINAL,DXANDAL,0FHCMPAL,1JNZSCAN2FLA2:MOVDX,PTCON8255MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,PORTCMOVAL,0F0HOUTDX,ALMOVDX,PORTBMOVAL,0A0HOUTDX,ALTEST2:MOVDX,PTCON8255MOVAL,88HOUTDX,ALMOVDX,PORTCINAL,DXANDAL,0FHMOVAH,ALMOVDX,PTCON8255MOVAL,88HOUTDX,ALMOVDX,PORTCINAL,DXANDAL,0FHXORAL,AHADDCL,ALCMPCL,9JNZTEST2;闪烁5次CODEENDSENDSTA○5连接实验箱电路，上机调试并对实验现象进行分析，完成实验报告。5．实验数据处理方法：○1计算或查阅相关资料○2请教老师和同学6．参考文献：[1]杨立.微型计算机原理与接口技术.北京：中国水利水电出版社，2005[2]卜艳萍等.汇编语言程序设计教程.北京：清华大学出版社，2007[3]蔡启先等.汇编语言程序设计实验指导.北京：清华大学出版社，2008指导老师对实验设计方案的意见：指导老师签名：年月日二、实验报告1、实验目的、设备与材料、理论依据、实验方法步骤见实验设方案2、实验现象、数据及结果初始态为4个路口的红灯全亮。之后，南北路口的绿灯亮，东西路口的红灯亮，南北路口方向通车。延迟30秒后，南北路口的绿灯熄灭，而南北路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，南北路口的红灯亮，同时东西路口的绿灯亮，东西路口方向开始通车。延迟30秒时间后，东西路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到南北路口方向。之后，重复上述过程。3、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论：在上机调试中发现，由于此软件延时的时间均为估算时间，不是特别准确，对于交通要求特别高的地方不宜采用。如果是放到一个大的交通灯系统中，会影响到各个交通灯的运行时间，可能整个系统对交通的指挥调度会大大偏离理论计算，不能有效地防止和消除交通堵塞现象。4、结论：经过这次的课程设计，做关于交通灯的设计，我认真查阅资料，学习关于这方面的知识，比如说要了解8086芯片中各个引脚的功能，怎么样去使用8255这个可编程并行接口芯片，怎么样使用8253来定时及输出一定频率的脉冲，怎么样用8282这个地址锁存器来存储高位地址和低位地址以及交通有哪些规则。在理论学习的基础上，又下了一次苦工夫，算是明白了设计一个系统的过程。也让我体会到要想成功地设计某个东西，光学好专业知识是不够的，必须要系统的知识，无论在哪方面都要有个明白的概念，只有这样才不至于在设计过程中摸不着头脑，知道去哪些是需要查的资料，还有一点，我觉得我在芯片编程方面，特别是在初始化方面是我最大的困难，或许是我的汇编语言学得不够好，我只能借助参考资料，查每一条指令的作用与功能，这样一来又巩固了我的对汇编语言的了解。如此，我体会到学习理论知识固然重要，但在你学完了之后，你不在实践中运用你所学的知识，我想学是白学了，过一段时间后，你可能什么都记不起来了，或许在学的时候心里有一个概念，认为这个知识我曾经学得不错,我现在怎么想不起来了，一心想依赖课本，如果我们用实践来学习知识，你会努力地去搜索你想要需要的东西，即使是过了一段时间后，你也会记得你曾经对这点不明白认真地查阅过,所以你不容易忘记。5、实验总结1）、本次实验成败之处及其原因分析：本次实验的成败之处在充分了解8255以及8253等和8086计算机的硬件连接。原因分析：之前的实验中很多同学对硬件连接不是很清楚，往往程序编写出来了，但不知道怎么连接各个模块，看着复杂的连接电路不知道如何下手，以至于不能有效的完成实验。2）、本实验的关键环节及改进措施：①做好本实验需要把握的关键环节：我觉得做好本次实验的关键是编写程序，而编写程序的关键在于各个状态之间的转换和进行适当的时间延时。②若重做本实验，为实现预期效果，仪器操作和实验步骤应如何改善：本次实验没有设置显示倒计时的七段LED数码管，如果应用到街道上，不利于司机、行人把握。所以为了增加实用性需要考虑增加两个显示红绿灯倒计时的数码管，在计时的同时也显示倒计时以方便司机行人的通行。3）、对实验的自我评价：通过本次课程设计我学到了很多新的东西，极大地拓宽了我的知识面，锻炼了能力，