基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計

湖南科技大學信息與電氣工程學院《課程設計報告》題目：基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計專業(yè)：通信工程班級：3班姓名：黃夏妮學號：1304040322指導教師：歐青立陳君宋芳管智利李目2015年12月28日信息與電氣工程學院課程設計任務書2015—2016學年第一學期專業(yè)：通信工程班級：3班學號：1304040322姓名：黃夏妮課程設計名稱：微機原理與接口技術(shù)設計題目：基于PC機與8255的交通燈電路系統(tǒng)設計完成期限：自2015年12月14日至2015年12月25日共2周設計依據(jù)、要求及主要內(nèi)容：設計依據(jù)：交通燈在我們的日常生活中很常見，現(xiàn)代化城市交通中交通燈已成為城市不可或缺的一部分?；谖⑻幚砥鞯慕煌艨刂葡到y(tǒng)成為主要設計方法。采用微處理器結(jié)合外圍芯片，通過軟件編程方式即可實現(xiàn)對交通燈的控制。設計內(nèi)容及要求：采用8086\8088控制器和8位并行接口芯片8255設計實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)，編寫相關(guān)軟件程序?；疽螅海?）采用Protel軟件或其它軟件繪制電路原理圖；（2）初始狀態(tài)為全紅燈，等待5秒，LED顯示倒計時，然后東、西方向亮紅燈，南、北方向亮綠燈，時間為10秒，LED顯示倒計時；轉(zhuǎn)為南、北方向綠燈閃3秒，然后轉(zhuǎn)為黃燈3秒，LED顯示倒計時；再轉(zhuǎn)為東、西方向亮綠燈，南、北方向亮紅燈，時間為10秒，LED顯示倒計時；然后再轉(zhuǎn)為東、西方向綠燈閃3秒再轉(zhuǎn)為黃燈3秒，再次轉(zhuǎn)為東、西方向紅燈，南、北方向綠燈，以后按此循環(huán)。提高要求：如果發(fā)生突發(fā)情況，能通過按鍵使東西或南北方向長時間紅燈。指導教師（簽字）：批準日期：年月日摘要隨著微型計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機在工程領(lǐng)域中的應用日益普及。此次課程設計采用8088控制器及8位并行接口芯片8255設計實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)。原理圖的設計采用ptotel99設計構(gòu)建，仿真采用AEDK8688ET實驗板實現(xiàn)。此交通燈的控制分為東西方向和南北方向兩種，其過程有倒計時、綠燈/紅燈閃爍，紅綠燈交替。8255芯片的PB口對4個交通燈進行控制，A口和C口控制74ALS164（數(shù)碼管部分）。關(guān)鍵詞：8255；AEDK8688ET實驗板；交通燈；目錄前言設計目的設計要求交通燈控制系統(tǒng)介紹主程序的流程程序設計實驗原理圖運行結(jié)果調(diào)試記錄與分析設計心得體會一、前言隨著計算機科學技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計算機得到了廣泛的應用，是人們利用計算機設計和開發(fā)各種應用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。同時微型計算機接口技術(shù)也是一門實踐性較強的課程，理論與實踐相結(jié)合可以更好的掌握知識，這也是這次交通燈系統(tǒng)控制的設計目的。交通燈是交通安全的關(guān)鍵，已廣泛應用于城鄉(xiāng)的十字路口，它的有無作為交通安全檢查的重要依據(jù)，是交通秩序正常進行的有力保障。本次的交通燈控制系統(tǒng)主要由8088控制器、8位并行接口芯片8255、74LS138譯碼器、74ALS164（數(shù)碼管顯示電路）及74ALS240芯片組成。整個設計以固定的程序?qū)崿F(xiàn)對交通燈實行控制，沒有實現(xiàn)智能化，但智能化是交通控制系統(tǒng)是交通控制系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，也是滿足日益發(fā)展的社會需要。二、設計目的1、掌握計算機應用系統(tǒng)特別是微機接口系統(tǒng)的設計。2、掌握接口電路設計技術(shù),初步掌握電子設計軟件Protel99。3、掌握微機接口程序的編制與調(diào)試技術(shù)。4、三、設計要求1、設計一交通燈控制系統(tǒng)，控制東西方向的紅、黃、綠燈和南北方向的紅、黃、綠燈。2、采用protel99設計硬件電路。標示引腳編號、元器件參數(shù)。3、完成硬件電路的搭建。4、編制相應接口程序。與硬件一并調(diào)試成功。四、交通燈控制系統(tǒng)介紹十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機和行人的行為準則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關(guān)鍵。當前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈—綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動切換。它們一般由“通行與禁止時間控制顯示、紅黃綠三色信號燈和方向指示燈”三部分組成。假設為某個十字路口設計一個交通燈控制系統(tǒng)，分為東、西、南、北4個方向，初始態(tài)為4個路口的紅燈全亮。在5s的倒計時后，東、西方向亮紅燈，南、北方向亮綠燈，持續(xù)10s。之后轉(zhuǎn)為南、北方向綠燈閃3秒，然后轉(zhuǎn)為黃燈3秒，再轉(zhuǎn)為東、西方向亮綠燈，南、北方向亮紅燈，持續(xù)10秒。然后再轉(zhuǎn)為東、西方向綠燈閃3秒再轉(zhuǎn)為黃燈3秒，再次轉(zhuǎn)為東、西方向紅燈，南、北方向綠燈，以后按此循環(huán)。1、基本框架①當一個選通端（E1）為高電平，另兩個選通端（(/E2))和(/E3)）為低電平時，可將地址端（A0、A1、A2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。②利用E1、E2和E3可級聯(lián)擴展成24線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成32線譯碼器。③若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。④可用在8086的譯碼電路中，擴展內(nèi)存。74LS164是8位串入，并出移位寄存器，時鐘(CP)每次由低變高時，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到Q0，Q0是兩個數(shù)據(jù)輸入端（DSA和DSB）的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。主復位(MR)輸入端上的一個低電平將使其它所有輸入端都無效，非同步地清除寄存器，強制所有的輸出為低電平。在本次設計中，數(shù)據(jù)端AB連接8255的PA0，脈沖端連的是8255的PC5。4、74LS24074ls240是八單線驅(qū)動器。（反碼，三態(tài)輸出）這種八緩沖器和線驅(qū)動器是為提高三態(tài)輸出存儲地址驅(qū)動器，時鐘驅(qū)動器和總線定向接收器和發(fā)射器的性能可和集成度而特意設計的。在本次設計中，用74LS240控制交通燈，8個引腳分別連接8255的B口8個引腳，再一高一低兩個引腳控制一個交通燈，在有控制字輸入時輸出應有的交通燈信號。八、主程序的流程置8255控制字80H，使各端口均為輸出口，且均工作于方式04個路口紅燈全亮持續(xù)5s東、西方向亮紅燈，南、北方向亮綠燈持續(xù)10s南、北方向綠燈閃3秒，然后轉(zhuǎn)為黃燈3秒東、西方向亮綠燈，南、北方向亮紅燈持續(xù)10s東、西方向綠燈閃3秒再轉(zhuǎn)為黃燈3秒東、西方向紅燈，南、北方向綠燈從d開始循環(huán)九、程序設計;-----------數(shù)碼管-----------------------PA55EQU0210H;8255PA口地址PC55EQU0212H;8255PC口地址P55CTLEQU0213H;8255控制口地址;-----------LED燈----------------------PB55EQU211HD1EQU10HD2EQU50HDATASEGMENTPBDB?DATAENDSSTACKSEGMENTSTACKSTADW50DUP(?)TOPEQULENGTHSTASTACKENDS;-----------開始-----------------CODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:CODESTART:PUSHCSPOPDSMOVDX,P55CTL;設置8255口為輸出口MOVAL,80HOUTDX,AL;------------LED-----------------MOVDX,204HMOVAL,00H OUTDX,AL;清LEDMOVDX,PB55;全紅MOVAL,0FHOUTDX,ALMOVBX,7fHCALLDLY;CALLBEGIN;CALLWRITE2;調(diào)用數(shù)碼管過程BG:MOVAL,96H;南北綠,東西紅 OUTDX,ALMOVBX,D2CALLDJS;計數(shù);JMPXH1;MOVCX,03HMOVDX,P55CTL;設置8255口為輸出口MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,204HMOVAL,00H OUTDX,AL;清LEDMOVDX,PB55MOVCX,03HJNZXH1XH1:MOVAL,9FH;綠滅OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVAL,96H;綠亮OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYLOOPXH1;閃爍3次MOVAL,06H;南北黃OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVBX,D1CALLDLYMOVAL,69H;南北紅,東西綠OUTDX,ALMOVBX,D2CALLDLYCALLDJSMOVDX,P55CTL;設置8255口為輸出口MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,204HMOVAL,00H OUTDX,AL;清LEDMOVDX,PB55MOVCX,03XH2:MOVAL,6FH;東西綠滅OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVAL,69H;東西綠亮OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYLOOPXH2;閃爍3次MOVAL,09HOUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVBX,D1CALLDLYJMPBG;倒計時-----------------------------------DJSPROCNEARPUSHDXPUSHCXPUSHAXPUSHBXBEGIN:MOVAL,0MOVCH,0WRITE2:MOVAH,ALLEABX,LEDXLATMOVCL,8H;分八位寫一個LED;-----------164驅(qū)動---------------------------------WRITE1:MOVDX,PA55OUTDX,ALPUSHAXMOVDX,P55CTL;利用8255PC5口控制DCLK,使DCLK產(chǎn)生一低電平到高電平的跳變MOVAL,0AH;PC5置“0” OUTDX,AL MOVAL,0BH;PC5置“1” OUTDX,AL POPAX RCRAL,1 DECCL CMPCL,0 JNZWRITE1 CALLDELAY MOVAL,AHINCALINCCH CMPCH,0AH;循環(huán)10次 JBEWRITE2;調(diào)用數(shù)碼管過程 POPDX POPCX POPBX POPAX RET DJSENDP; JMPBEGIN;---------延時1S--------------------DELAYPROCNEARPUSHCXMOVBL,24M2:MOVCX,2810HLOOP$DECBL JNZM2POPCXRETDELAYENDP;---------------------------------DLYPROCNEAR;延時PUSHCXDDD:MOVCX,0FFFHCCC:LOOPCCCDECBXCMPBX,0JNEDDDPOPCXRETDLYENDP;CODEENDS;-----------數(shù)碼管編碼----------------------LED:DB09H,01H,1FH,41H,49H,99H,0DH,25H,9FH,03H;9876543210 CODEENDS;------------------------------------------- ENDSTART十、實驗原理圖十一、運行結(jié)果開始時為全紅燈，倒計時顯示倒數(shù)5s后變成東、西方向亮紅燈，南、北方向亮綠燈。倒計時倒數(shù)10s后，轉(zhuǎn)為南、北方向綠燈閃爍3秒，然后轉(zhuǎn)為黃燈3秒。再轉(zhuǎn)為東、西方向亮綠燈，南、北方向亮紅燈。倒計時10s后，轉(zhuǎn)為東、西方向綠燈閃3秒，再轉(zhuǎn)為黃燈3秒，再次轉(zhuǎn)為東、西方向紅燈，南、北方向綠燈。之后開始循環(huán)。十二、調(diào)試記錄與分析在調(diào)試中，剛開始由于對一些芯片不是很了解以及匯編語言用的不是很熟練，所以起初錯誤比較多，要么燈都不顯示，要么燈顯示不全，再要么紅燈綠燈時間分配不合理?？傊且活^霧水，通過翻閱接口方面的書以及在網(wǎng)上查閱資料，有點了初步的進展。諸如像燈不顯示或顯示不全，一方面可能由于電路連接出錯或者可能程序沒寫正確都會導致這些錯誤。而紅黃綠時間分配不合理，比方說黃燈時間很久而綠燈時間很