微机课程设计报告

课程设计报告课程微型计算机原理及应用技术题目交通灯的控制系别物理与电子工程学院年级11级专业光电信息工程班级2学号35373839学生姓名刘丹宋品禹王敏朱晓秀指导教师居伟骏职称讲师设计时间2014.4.18~2014.4.24常熟理工学院课程设计报告1目录绪论..............................................................................................................................2交通信号灯的作用与研究意义.........................................................错误!未定义书签。第一章题目要求....................................................................................................31.1课程设计的目的.......................................................................................................31.2课程设计要求..........................................................................................................3第二章方案设计与论证......................................................................................32.1方案论证................................................................................................................32.2方案设计................................................................................................................42.2.18255控制交通....................................................................................................42.2.28253计时...........................................................................................................52.2.3硬件系统框图.....................................................................................................6第三章结构框图与设计步骤.............................................................................73.1程序结构框图..........................................................................................................73.2设计步骤................................................................................................................8第四章结果及相关分析....................................................................................10第五章总结与体会..............................................................................................10参考文献...................................................................................................................11附录............................................................................................................................11常熟理工学院课程设计报告2绪论随着社会经济的发展，城市问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏通的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，组多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速通道，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速通道，缓解主干道与匝道、城市同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通灯的控制方式很多，本系统采用可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现本系统的各种功能。同时，本系统实用性强，操作简单。常熟理工学院课程设计报告3第一章题目要求1.1课程设计的目的1.掌握微机系统的开发步骤2.掌握8253、8255A、数码管及按键的使用。1.2课程设计要求用微机原理实验箱，通过8255实现十字路口交通红绿灯控制，让6个LED分别表示南北方向和东西方向红黄绿灯（要求用实验箱LED显示倒计时，利用8253芯片实现定时可调，黄灯状态为闪烁）。【设计简易交通灯，用8255对交通的控制，实现红灯亮2s，接着绿灯亮1s，再接着黄灯亮1s。可按任意键退出。】第二章方案论证与设计2.1方案论证8255作为并行接口芯片，有3种工作方式：方式0，方式1，方式2，方式0相当于可作无条件输入/输出方式，方式1和方式2将PC口的一些线作为状态线使用，相当于工作在查询方式或中断方式。8255的PC口具有位控制功能，可以用指令将某条线单独置1或清0，利用此功能也可串行接收或发送数据。注意：8255有2条单元选的地址线，有4个端口地址，要能正确地完成与CPU的地址线、数据线、控制线的连接。常熟理工学院课程设计报告48253内部有三2个独立的16位减计数器（0#，1#，2#），每个均可单独设置工作方式。每个计数器可用6种模式工作，在初始化时首先写控制字，选择工作方式，然后要正确地写入计数初值。最常用的0、1、2、3四种方式。我们的设计方案是：用一片8255和一片8253控制交通灯。即用8253进行时间控制，同时根据8253的定时信号实现8255对各灯进行相应延时的控制，并且能够实现时间可调，通过数码管显示时间。2.2方案设计本方案分为四个部分：8255控制交通灯、8253实现定时可调、按键扫描、数码管显示时间。2.2.18255控制交通灯8255芯片是一种通用的可编程并行输入/输出接口芯片。它的功能可通过软件编程来设置。8255控制字格式如下表所示：表18255控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7：方式选择控制标志。1控制字的特征标志，0端口C置位/复位标志。D6-D5：端口A工作方式选择。00方式0----------基本的输入/输出方式；01方式1----------选通的输入/输出方式；02方式2----------双向传输方式。D4：端口A输入/输出选择。1输入，0输出。D3：端口C上半部（C7—C4）输入/输出选择。1输入，0输出。D2：端口B工作方式选择。0方式0，1方式1。D1：端口B输入/输出选择。1输入，0输出。D0：端口C下半部（C3—C0）输入/输出选择。1输入，0输出。常熟理工学院课程设计报告52.2.28253定时可调8253是微机系统中广泛使用的可编程计数器/定时器芯片。它的功能也是通过软件编程来设置的。8255控制字格式如下表所示表28255控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0D7-D6：选择计数器。00计数器0；01计数器1；10计数器2；11无意义。D5-D4：读/写格式。00锁存计数器的数据01只读/写低8位字节（设置高8位为0）；10只读/写高8位字节（设置低8位为0）；11先读/写低8位字节，再读/写高8位字节。D3-D1：工作方式选择。000方式0-----------计数结束中断；001方式1-----------可重复触发的单稳态触发器；000方式2-----------分频器；001方式3-----------方波发生器；000方式4-----------软件触发选通信号发生器；001方式5-----------硬件触发选通信号发生器。D0：数制格式。0计数值为二进制格式，1计数值为BCD码格式。定时1s，用方式2实现。由于输入时钟频率为1MHz，一个计数器最大计数值为65535，则仅用一个计数器不能实现定时1s。所以我们选择了两个计数器级联的方式，且每个计数器都赋初值为1000，1000x1000=1000000正好为1s。2.2.3按键扫描常熟理工学院课程设计报告62.2.4数码管显示2.2.5硬件系统框图硬件设计如下图所示：图1交通灯系统框图常熟理工学院课程设计报告7第三章结构框图与设计步骤3.1程序结构框图程序流程图如下图所示：开始8253初始化8255初始化清CXC口初始化为：红灯1亮绿灯2亮CX+1查询OUT1是否为高电平？YNCX=4CX=1CX=2CX=3红灯1亮绿灯2亮清CX黄灯1亮红灯2亮红灯1亮黄灯2亮绿灯1亮红灯2亮YNNNYYYN是否有键按下？N结束Y常熟理工学院课程设计报告8图2程序结构框图3.2设计步骤用到8255、8253，所以必须先对这两块芯片进行初始化。8255初始化为控制字为（90H）如下表所示：表3设置A口工作在方式0，为输入；C口为输出D7D6D5D4D3D2D1D010010000向8255C口发控制字（41H）如下表所示：表4红灯1亮，绿灯2亮D7D6D5D4D3D2D1D0010000018253初始化为控制字为（34H）如下表所示：表5设置定时器0为16位，工作在方式2，二进制计数格式D7D6D5D4D3D2D1D0001101008253初始化为控制字为（74H）如下表所示：表6设置定时器1为16位，工作在方式2，二进制计数格式D7D6D5D4D3D2D1D001110100向8253计数器0低8位赋初值为（E8H）如下表所示：表78253计数器0低8位赋初值D7D6D5D4D3D2D1D001110100常熟理工学院课程设计报告9向8253计数器0高8位赋初值为（03H）如下表所示：表88253计数器0高8位赋初值D7D6D5D4D3D