微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)-交通燈

1、湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 湖南工業(yè)大學(xué) 學(xué)院（系、部） 2014 2015 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程名稱 微機(jī)原理與接口技術(shù) 指導(dǎo)教師 許中華 學(xué)生姓名 xxx 專業(yè)班級(jí) 通信1204 學(xué)號(hào) xxx200431 題 目 電子交通燈設(shè)計(jì) 成 績(jī) 起止日期2014 年 12 月 29 日2015年1 月 6 日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書12課程設(shè)計(jì)說明書13課程設(shè)計(jì)圖紙張456湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2014 2015 學(xué)年第 1 學(xué)期 計(jì)算機(jī)與通信 學(xué)院 通信工程 專業(yè) 通信1204 班課程名稱： 微機(jī)原理與接口技術(shù) 設(shè)計(jì)題目： 電子交通燈設(shè)計(jì) 完

2、成期限：自 2014 年 12月 29 日至 2015 年 1月 6日共 1 周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 把6個(gè)led分為2組（紅、黃、綠為1組），用來模仿東西方向和南北方向的交通信號(hào)燈。然后交通燈能按交通規(guī)則顯示。二、設(shè)計(jì)任務(wù)(內(nèi)容)1、完成相關(guān)的電路設(shè)計(jì)2、完成匯編程序設(shè)計(jì)3、連接相關(guān)的電路4、驗(yàn)證5、完成課程設(shè)計(jì)說明書三、設(shè)計(jì)工作量1周完成進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容12月29日分組、任務(wù)分配、課題理解12月29日-1月2日功能分析、程序設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)1月2日-1月5日實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和測(cè)試1月6 日總結(jié)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考資料1 戴梅萼. 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社, 2008年2

3、 彭楚武. 微機(jī)原理與接口技術(shù), 湖南大學(xué)出版社, 2006年3 艾德才. 32位微機(jī)原理及接口技術(shù), 清華大學(xué)出版社, 2003年指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日湖南工業(yè)大學(xué) 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書交通燈的設(shè)計(jì)起止日期： 2014年 12月29日 至 2015年 1 月 6 日學(xué)生姓名xxx班級(jí)通信1204學(xué)號(hào)xxx200431成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2014年 12月 29日課題名稱交通燈的設(shè)計(jì)人 數(shù)17組 長(zhǎng)同組人員 、xxx、等課題的主要內(nèi)容和要求一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 把6個(gè)led分為2組（紅、黃、綠為1組），用來模仿東西方向

4、和南北方向的交通信號(hào)燈。然后交通燈能按交通規(guī)則顯示。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)(內(nèi)容)1、完成相關(guān)的電路設(shè)計(jì)2、完成匯編程序設(shè)計(jì)3、連接相關(guān)的電路4、驗(yàn)證5、完成課程設(shè)計(jì)說明書三、設(shè)計(jì)工作量 1周完成具體任務(wù)1）熟悉8255工作原理及初始化代碼方法。2）掌握8255方式0的工作原理及作用。時(shí)間安排與完成情況12月29日： 組長(zhǎng)分配各成員任務(wù)，明確此次課程設(shè)計(jì)要求。12月29日1月2日：對(duì)該課題進(jìn)行原理分析、電路圖設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì)。1月2-1月5日： 運(yùn)行并調(diào)試程序，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行小組討論。1月6日： 小組總結(jié)后完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。交通燈的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的通過該設(shè)計(jì)，掌握8255并行接口芯片的使用和數(shù)碼管

5、的使用，并掌握相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)的技能。是對(duì)8255并行接口芯片章節(jié)理論學(xué)習(xí)的總結(jié)和補(bǔ)充，為后續(xù)的硬件課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容交通燈分紅黃綠，紅燈禁止通行，黃燈減速，綠燈通行。南北方向和東西方向的紅綠黃燈由對(duì)應(yīng)的2組led表示，這6個(gè)led燈由8255端口a控制。開始南北方向綠燈亮（東西方向應(yīng)立即變?yōu)榧t燈），時(shí)間為60秒，時(shí)間到0后，黃燈亮3秒后（東西方向紅燈的時(shí)間為63秒），紅燈亮，時(shí)間為33秒（東西方向綠燈為30秒，黃燈為3秒）。30送入中，1000送入檔ss0選通個(gè)位顯示將89送入端口延時(shí)1選通十位顯示將89送入端口延時(shí)三、基本思想1用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)8255a實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制（

6、所用端口：a端口， b端口，c端口）；2位數(shù)碼led顯示用8255a實(shí)現(xiàn)控制。2. 用程序段以實(shí)現(xiàn)要求的定時(shí)。3. 用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)光二極管模擬紅綠黃燈。注：8255a的端口地址為：端口a-300h、端口b-301h、端口c302h、 控制端口-303h四、技術(shù)原理1、交通燈分紅黃綠，紅燈禁止通行，黃燈減速，綠燈通信。開始南北方向綠燈亮（東西方向應(yīng)立即變?yōu)榧t燈），時(shí)間為60秒，時(shí)間到0后，黃燈亮3秒后（東西方向紅燈的時(shí)間為63秒），紅燈亮，紅燈為33秒。東西方向綠燈為此0秒，黃燈為3秒。2、延時(shí)1秒可以采用軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)。3、8255端口a與led連接圖如圖4、 數(shù)碼管由8255端口b和端口c聯(lián)合

7、控制，端口負(fù)責(zé)控制某個(gè)數(shù)碼管中的那些段碼的顯示和小數(shù)點(diǎn)的顯示（pb7）。端口c的pc4，pc5，pc6發(fā)送的信號(hào)通過譯碼后，負(fù)責(zé)選擇6個(gè)數(shù)碼管中的1個(gè)顯示，即某時(shí)刻只有1個(gè)數(shù)碼顯示，如果要讓幾個(gè)同時(shí)顯示，則采用來回掃描顯示的方法，且當(dāng)某個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)，必須要有一定的延時(shí)，約在100ms左右，太短顯示不明顯（發(fā)光不夠），太長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生閃爍。數(shù)碼管的控制如下圖所示：5.本實(shí)驗(yàn)用到了8255a芯片，它是intel系列中的并行接口芯片。由于它是可編程的，可以通過軟件來設(shè)置芯片的工作方式，所以，用它連接外部設(shè)備時(shí)，通常不需要再附加外部電路。6. 8255a有三個(gè)8位的端口，端口，端口。在方式0下工作時(shí)，它們

8、都是基本的輸入輸出口，要注意該方式下是單向傳輸?shù)摹?255a的控制字如下圖所示1d6d5d4d3d2d1d0圖4.1 8255a的控制字其中：d6d5是a組方式選擇，00為方式0，01為方式1，1×為方式2；d4表端口工作方式，0為輸出，1為輸入；d3表示pc7-pc4，1為輸入，0為輸出；d2表b組方式選擇，0為方式0，1為方式1；d1表端口b工作方式，1為輸入，0為輸出；d0表示pc3-pc0,1為輸入，為輸出。本實(shí)驗(yàn)中用到了8255a的端口a，端口c、端口c它們都工作在方式0下，因此控制字為80。端口b與數(shù)碼管相連用來作交通燈的倒計(jì)時(shí)，而端口用來控制數(shù)碼管是否被選中,端口a用來

9、表示交通燈的二極管是否亮。電路圖如下所示 pc0 pa0pc1 pa1pc2 pa2pc3 pa3 pc4 pa4pc5 pa5pc6 pa6pc7 pa7 cspb4pb5 8255apb6 abcdefges0s1s2綠燈黃燈紅燈綠燈黃燈紅燈300303圖4.2 8255a電路圖7.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的七段數(shù)碼管為共陰型接法，段碼采用同相驅(qū)動(dòng)方式，輸入端加高電平時(shí)被選中的數(shù)碼管亮，位碼加反相驅(qū)動(dòng)器，位碼輸入端為高電平表示該位被選中。如下表所示就是我們實(shí)驗(yàn)要用到的七段數(shù)碼管的字型代碼表，在程序中通過查這個(gè)字型代碼表就可以將八進(jìn)制的代碼順利轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的代碼。表4.1 七段數(shù)碼管的字型代碼表顯示字形g

10、efdcba段碼001111113fh1000011006h21010115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fha111011177hb11111007chc011100139hd10111105ehe111101179hf111000171h 五、提出問題與解決問題1.問題1由于對(duì)交通燈的規(guī)則不是特別清楚，照成所寫的程序與正確的交通燈顯示有誤差，正確的思想應(yīng)該是有一個(gè)方向的紅綠燈來控制另一個(gè)方向的紅綠燈，并且紅綠轉(zhuǎn)換的時(shí)候要通過黃燈閃爍來提示。2.問題2據(jù)al及bx指向數(shù)

11、據(jù)表查表換值后，al中并沒有取到正確的所需段碼。原因解釋：查表換值前al當(dāng)中的值為16進(jìn)制的值，而要實(shí)現(xiàn)正確的循環(huán)查表換值，必須對(duì)al當(dāng)中的值進(jìn)行bcd碼的轉(zhuǎn)換。解決方法：通過das指令實(shí)現(xiàn)al寄存器中的值的bcd碼轉(zhuǎn)換。3.問題3正確將上一計(jì)數(shù)值個(gè)位十位段碼先后寫入8255a端口后，經(jīng)過近似一秒的延時(shí)，只寫入了下一計(jì)數(shù)值的個(gè)位段碼，電路實(shí)現(xiàn)時(shí)就只顯示出了個(gè)位的值。原因解釋：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)施的限制，兩位數(shù)的顯示要靠”掃描”來實(shí)現(xiàn),具體”掃描”顯示的實(shí)現(xiàn)見問題(1)的解決方法。解決方法：經(jīng)過近似一秒的延時(shí)后，先寫入下一計(jì)數(shù)值的個(gè)位段碼，經(jīng)掃描延時(shí)，再寫入十位的段碼值。六、軟件實(shí)現(xiàn)1.主程序流圖開始東

12、西向綠燈亮,南北向紅燈亮，60秒東西向黃燈亮,南北向紅燈亮，3秒東西向紅燈亮,南北向綠燈亮，30秒 東西向紅燈亮,南北向黃燈亮，3秒圖7.1 主程序流圖七、總結(jié)與心得這次課程設(shè)計(jì)從基礎(chǔ)知識(shí)的上機(jī)實(shí)際操作做起，按許老師的課程設(shè)計(jì)的要求和規(guī)格的文檔仔細(xì)的研究了自己技術(shù)方面的問題，同時(shí)瀏覽 學(xué)習(xí)了老師已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容再開始著手課程設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃的?？偟恼f來，準(zhǔn)備工作做得很充分，這為以后的課程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)打下了很好的基礎(chǔ)。這次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)課堂所學(xué)知識(shí)，運(yùn)用8255a進(jìn)行交通燈控制的設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)的要求，我查閱了相關(guān)的資料，先設(shè)計(jì)出了單元電路，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了整個(gè)系統(tǒng)的電路圖。通過此次課程設(shè)計(jì)

13、，我對(duì)8255a、8253的工作方式有了深刻的理解和認(rèn)識(shí)，更重要的是對(duì)微機(jī)原理這門課程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，加深了理解，鞏固了所學(xué)的的知識(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到8255a，通過查閱很多資料，拓展了知識(shí)面，在這一過程中，我也學(xué)到了很多東西。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)要求選擇合適的工作方式顯得十分的重要。 第二階段，我們分工合作，分別實(shí)現(xiàn)了組長(zhǎng)分配的任務(wù)，同時(shí)在遇到問題時(shí)相互討論，幫助，在這樣的反復(fù)磨合下，我們失敗又成功，又因?yàn)橄到y(tǒng)的不穩(wěn)定成功又失敗。終于，老師要求的全部?jī)?nèi)容都得以實(shí)現(xiàn)，組里的成員都覺得心里很充實(shí)。這是我們大學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中少有的實(shí)踐課程，是我們將學(xué)到的理論知識(shí)實(shí)際化的一次有收獲的生產(chǎn)。在以后的有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

14、開發(fā)當(dāng)中，這次實(shí)踐的內(nèi)容會(huì)是我們很好的借鑒與學(xué)習(xí)的經(jīng)歷。 在整個(gè)系統(tǒng)修改的過程中，明顯感覺到自己動(dòng)手能力不強(qiáng)，自己想的總是不那么快的容易實(shí)現(xiàn)，但也因?yàn)槿绱?，學(xué)到了不少的問題的分析和解決的能力。最明顯的一點(diǎn)是，在運(yùn)行時(shí)如果再出現(xiàn)問題就沒以前那么煩躁，反而變得冷靜而樂觀：?jiǎn)栴}不大。附程序清單data segment led db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fhdata endsstack segment db 200 dup(?)stack endscode segment assume cs:code,ds:datastart:mov ax,dat

15、a mov ds,ax mov al,10000000b mov dx,303h out dx,al mov bx,offset led mov al,00110000b not al mov dx,300h out dx,al mov ah,59h call djs mov al,01010000b not al mov dx,300h out dx,al mov ah,3h call djs mov al,10000100b not al mov dx,300h out dx,al mov ah,33h call djs mov al,10001000b not al mov dx,300h out dx,al mov ah,3h call djs jmp start mov ah,4ch int 21hdjs proc s:mov di,60 p:mov al,0h mov dx,302h out dx,al mov al,ah and al,0fh xlat mov dx,301h out dx,al call delay mov al,10h mov dx,302h out dx,al mov al,ah and al,0f