1、南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書題目交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計課程名稱微機原理及應(yīng)用 A院（系、部、中心）電力工程學(xué)院專業(yè)電力工程及其自動化班級學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計地點指導(dǎo)教師設(shè)計起止時間：2013年3月10日至15日一、課程設(shè)計任務(wù)書（一）課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到的目的 3（二）課程設(shè)計題目及要求 3（三）課程設(shè)計任務(wù)及工作量的要求 4（四）主要參考文獻(xiàn)4（五）課程設(shè)計進(jìn)度安排 5（六）成績考核5二、課程設(shè)計說明書（一）課程設(shè)計目的 6（二）課程設(shè)計實驗設(shè)備6（三）設(shè)計思路與功能描述 6（四）電路原理圖及其說明 7（五）結(jié)構(gòu)框圖9（六）系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法 9（七）運行情況和結(jié)論 9（八）源程序清單9（

2、九）心得與體會16三、附錄：（一）交通燈模擬圖16（二）參考文獻(xiàn)17課程設(shè)計任務(wù)書1 課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到的目的通過課程設(shè)計加深理解課堂教學(xué)內(nèi)容， 掌握微機原理的基本應(yīng)用方法。 通過實驗 熟悉微機基本接口芯片的外型、引腳、編程結(jié)構(gòu)，掌握匯編語言程序設(shè)計和微機基本接 口電路的設(shè)計、應(yīng)用方法，做到理論聯(lián)系實際。2 課程設(shè)計題目及要求題目：交通信號燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計利用STAR ES598PCI實驗儀的硬件資源設(shè)計一個“帶時間顯示的交通信號燈模擬控 制系統(tǒng)”。所有輸入該裝置信號采用STAFES598PCI實驗儀上的狀態(tài)輸入開關(guān)，東西、南 北方向的紅綠黃燈采用實驗儀上的 LED發(fā)光二極管模擬，東西、南北方

3、向的信號燈變化， 通行倒計時時間用數(shù)碼管顯示。1、功能要求：1）假設(shè)在一個A道（東西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安裝有自動信號 燈。當(dāng)A道和B道均有車輛要求通過時，A道和B道輪流放行。A道放行10秒鐘，B道 再放行10秒鐘，依次輪流。綠燈轉(zhuǎn)換紅燈前黃燈閃爍 4s。2）夜間工作時A道（東西方向）和B道（南北方向）只有黃燈閃爍。用一開關(guān)控制白 天黑夜。2、難度要求：1）基本要求：采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸入K8控制開關(guān)信號， 用循環(huán)程序軟件定時實現(xiàn)功能要求；（60分）2）中級要求：采用8255 PA口輸出控制信號燈，8255 PC0輸入K8控制開關(guān)信號， 用8

4、253硬件定時，軟件查詢方式實現(xiàn)功能要求；（80分）3）高級要求：在中級要求的基礎(chǔ)上，增加用 8255 PB 口動LED數(shù)碼顯示器顯示綠 燈倒計時秒數(shù)，從9倒計數(shù)到0，倒計數(shù)到4時黃燈亮。（100分）3 課程設(shè)計任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書、圖紙、實物樣品等要求設(shè)計要求1、預(yù)習(xí)要求：1）預(yù)習(xí)STAR ES598PCI實驗儀 微機原理實驗指導(dǎo)書附錄三：2）預(yù)習(xí)STAR ES598PCI實驗儀微機原理實驗指導(dǎo)書附錄二之2.7 B2 區(qū)；2.9 B4 區(qū)；2.15 C5 區(qū)；2.36 G5 區(qū)；2.37 G6 區(qū)。3）預(yù)習(xí)STAR ES598PCI實驗儀微機原理實驗指導(dǎo)書之“實驗九825

5、5控制交 通燈實驗”和“實驗十 8253方波實驗”。4）預(yù)習(xí)本任務(wù)書，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，預(yù)先畫出電路原理圖、程序流程圖，編寫出實驗 程序。2、設(shè)計報告要求：1）畫出接口部分電路原理圖，并闡述系統(tǒng)工作原理。2）繪制程序流程圖和源程序清單。3）調(diào)試過程和結(jié)果。4）要求用WOR撰寫課程設(shè)計報告，上交打印版和電子稿。3、課程設(shè)計說明書裝訂順序及主要內(nèi)容如下：1）封面、目錄2）任務(wù)書3） 正文：設(shè)計思路與功能描述；電路原理圖及其說明。應(yīng)標(biāo)示并說明每一個輸入/ 輸出信號的含義；結(jié)構(gòu)框圖；系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法；運行情況和結(jié)論；源程序 清單。4）參考資料4. 主要參考文獻(xiàn)1 李干林.STAR ES598PC

6、I實驗儀 微機原理實驗指導(dǎo)書M.南京工程學(xué)院,2008.2 李繼燦.新編16/32微型計算機原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20043 鄭學(xué)堅,周斌.微型計算機原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社,2001.4 朱定華等.微型計算機原理及應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,2005.5. 課程設(shè)計進(jìn)度安排2013年3月10日（第1周）預(yù)習(xí)消化理解設(shè)計任務(wù)，設(shè)計程序流程圖，編寫源程序。之前預(yù)習(xí)星研微機實驗系統(tǒng)的仿真調(diào)試操作界面第1周，星期一學(xué)習(xí)STAR86/88實驗系統(tǒng)的使用和操作，進(jìn)行實驗8255測試和8253測試基本實驗起止日期工作內(nèi)容第1周，星期二、三完成要求的內(nèi)容第1周，星期四驗收第1周，星

7、期五第1周，星期六撰寫課程設(shè)計報告撰寫課程設(shè)計報告6 成績考核辦法總評成績由三部分組成，分別是：成果演示占40%測試成績占30%設(shè)計報告占30%1、成果演示（根據(jù)程序運行演示確定基礎(chǔ)分）；2、口試或筆試測驗（與本設(shè)計有關(guān)的問題，目的是考查設(shè)計成果是否經(jīng)過自己思考獨立 完成）；3、課程設(shè)計報告（格式、內(nèi)容、質(zhì)量）教研室審查意見:教研室主任簽字：年 月 日院（系、部、中心）意見:主管領(lǐng)導(dǎo)簽字：年 月 日課程設(shè)計說明書一、課程設(shè)計的目的1掌握可編程接口芯片 8255、8253的應(yīng)用和初始化編程方法。2進(jìn)一步掌握8086/88匯編語言程序設(shè)計方法。3學(xué)習(xí)并掌握多重循環(huán)嵌套程序的設(shè)計，掌握指令執(zhí)行時間的

8、計算和軟件延時程序的設(shè)計。二、實驗的設(shè)備1裝有星研集成環(huán)境軟件的計算機一臺2 Star實驗箱一臺三、設(shè)計思路與功能描述1、設(shè)計要求：設(shè)計一個十字路口的交通信號燈（由實驗儀的LED發(fā)光二極管模擬）。采用8255 PA 口輸出控制信號燈，8255 PCO輸入K8控制開關(guān)信號；用8253硬件定時，軟件查詢方式實現(xiàn)如下功能：白天模式：東西方向和南北方向各放行10秒。綠燈轉(zhuǎn)紅燈前黃燈閃爍 4秒。LED數(shù)碼顯示器顯示倒數(shù)計時，從9倒數(shù)到0;倒數(shù)到4時黃燈亮。夜間模式：兩個方向黃燈閃爍，綠燈和紅燈不亮。2、設(shè)計思路：（1）8255:分析：本設(shè)計中，交通信號燈的燈光變化和數(shù)碼顯示通過8255實現(xiàn)控制。PA口用

9、于輸出信號控制燈光的變化（D6D5=00, D4=0），PB 口用于輸出信號控制數(shù)碼管的顯示（D2=0, D仁0），PC0用于輸入K8的控制開關(guān)信號，PC1用于輸入用于硬件延時的方波信號（D0=1）。PC7用于輸出控制數(shù)碼管工作/不工作的信號（D3=0）。故寫入方式控制字為10000001B=81Ho8255輸入/輸出信號如下表所示:8255-PB輸出方式PCH輸出方式8255-PA輸出方式PCL輸入方式引腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸出信號引腳輸入信號PB7PB7 DP 段數(shù)碼管的PA7南北綠燈PB6PB6- G 段PC7位碼選擇PA6南北黃燈PB5PB5- F 段PC7=0,則PA5南北紅燈

10、PB4PB4 E 段該位選中PA4東西紅燈PB3PB3- D 段PA3東西綠燈PC3PB2PB2- C 段PA2東西黃燈PC2PB1PB1 B 段PA1PC18253-OUT0PB0PB0- A 段PA0PC0開關(guān)K8輸入a. 燈光顯示：送低電平則燈亮，送高電平則燈滅。b. LED數(shù)碼顯示：數(shù)碼管采用共陰極接法，位選信號為0則數(shù)碼管工作。adp段發(fā)亮條件：對應(yīng)位輸入 1，見下表所示:顯示數(shù)字0123456789PB輸出3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH(2) 8253:交通信號燈亮、滅的時間及數(shù)碼管的倒計時間隔都通過8253控制。8253工作方式3，通道0,采用10進(jìn)

11、制(BCD=1，分頻系數(shù)設(shè)置為3906，故初始化時命令字為00110111B=37H= CLK0接3906Hz時鐘信號，GATE0接高電平，貝U OUT0輸出為頻率為 2Hz方波。OUT0接 8255-PC1 o主程序通過查詢 8255-PC1的狀態(tài)，獲知準(zhǔn)確的定時信息。(3) 白天和夜間模式的切換：通過8255讀取PC0的狀態(tài)后，用軟件判斷是執(zhí)行白天還是夜間模式。使用IN指令，將PC的狀態(tài)送入寄存器 AL,將PC70狀態(tài)送入了 AL的D0中。由于只需判斷 PC0的值， 故將AL同00000001B相與。使用JZ判斷，若結(jié)果為1,即PC0為0,則轉(zhuǎn)白天模式，否則順序執(zhí)行夜間 模式。通過使用循環(huán)

12、語句，使得每執(zhí)行完一次白天或夜間模式，都重新對PC0的狀態(tài)進(jìn)行一次判斷。一旦撥動切換開關(guān)K8,就能及時切換交通燈運行模式。(4) 硬件延時：讀取PC1的狀態(tài)，判斷是否為 0,直到發(fā)生跳變?yōu)?，此過程執(zhí)行時間為半個周期即 0.25s。繼續(xù)讀取 PC1的狀態(tài)，判斷是否為1,直到發(fā)生跳變?yōu)?0，此過程執(zhí)行時間為半個周期即 0.25s o故判斷PC1發(fā)生兩 次跳變的程序執(zhí)行一次所用時間就為 0.5s °將此作為延遲子程序，實現(xiàn)延時的效果。3、功能描述：(1) 假設(shè)在一個A道(東西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安裝有自動信號燈。當(dāng) A 道和B道均有車輛要求通過時，A道和B道輪流放行。A

13、道放行10秒鐘，B道再放行10秒鐘， 依次輪流。綠燈轉(zhuǎn)換紅燈前黃燈閃爍 4s。(2) 夜間工作時A道(東西方向)和B道(南北方向)只有黃燈閃爍。用一開關(guān)控制白天黑夜。四、電路原理圖及其說明8255： PA 口，輸出，控制 LED燈PB 口，輸出，控制數(shù)碼管顯示數(shù)字PC0 ，輸入，反映開關(guān)狀態(tài)PC1 ，輸入，送入 8253產(chǎn)生的2Hz方波PC7 ，輸出，控制數(shù)碼管工作與否8253： OUTQ輸出，輸出方波給 8255CLK0 ，輸入，送入固有頻率 3906Hz電路圖如下:i A3LK)DOUT02U4應(yīng)D6irRIJAVKCSloc( OFOOOH、IMPAODIPAID2PA2D3PA3D4P

14、A4D5PA5氐PA6D7PA78PHORDPUIWR2PB2AOru3Al5PB4RRSBTPH5/CS5PB6PB7PCOPCIIK： 2PC3rC4PCPC 6PC 7JP65心區(qū))JP42(G5IX )DOTjTD?LULH3D6D7CS2 oo(OhOOOH)RD7wr電路接線實物圖:五、結(jié)構(gòu)框圖(1)主程序：LH)ou roDI<JATEO1>2CLKODJD48D5D62051D7GATE I5t'L.KI/CS3/RDWROUT2AOGATIt?AH匚LK2._OOO0oVCX (C1IX)3906HZH2LA )JP41(G5LA >8255、825

15、3初始化(2)硬件延時0.5輸入PC1PC1 =1?六、系統(tǒng)調(diào)試中的問題和解決辦法解決的辦法：檢查發(fā)現(xiàn)，接線端口插錯位，導(dǎo)致與程序不一致。 改正接口后，運行結(jié)果就基本正確了。(1)遇到的問題：剛開始調(diào)試的時候程序能編譯成功，但運行起來燈閃爍錯亂，數(shù)碼管顯示也不對。(2)遇到的問題：程序有錯誤，顯示超出范圍。解決的方法：因程序太長，無法跳回，我們在程序中間設(shè)了幾個站點，如 決了該問題。aa,bb,cc，用JMP無條件轉(zhuǎn)，解七、運行情況和結(jié)論 本次設(shè)計基本完成了任務(wù)書中所要求的功能，在此基礎(chǔ)上還達(dá)到了撥動開關(guān)能立即轉(zhuǎn)換狀態(tài)的功能。 有待改進(jìn)之處：延時程序不精確，最大存在 0.5s的誤差。八、源程序

16、清單code segme ntassume cs:codego:mov al,10000001b;8255初始化mov dx,0f003h out dx,almov al,00110111b;8253初始化mov al,19hout dx,all: mov dx,0f002h in al,dx and al,01h je II;mov al, 80hmov dx,0f002h out dx,al mov al,10111011b mov dx,0f000hmov dx,0e003hout dx,al使用硬件8253延時0.5秒鐘mov al,53hmov dx,0e000hout dx,al判

17、斷工作在夜間1/白天0 結(jié)果為0則轉(zhuǎn)白天未選中PC7,不工作夜間黃燈閃爍，使燈全都亮out dx,al call delaymov al,11111111b;mov dx,OfOOOhout dx,alcall delayjmp lll: mov dx,0f002h;mov al,7fhout dx,almov al,01101111b;mov dx,OfOOOhout dx,alcall acall b;mov al,11010111b;mov dx,OfOOOhout dx,alcall acall c;jmp lmov ah,4chint 21hdelay proc;8253m: mov

18、 dx,0f002h ;PC in al,dxand al,02hjz m;n: mov dx,0f002hin al,dxand al,02h jnz n;retdelay endpaa: jmp l;a procmov al,6fh;mov dx,OfOO1hout dx,alcall delay;call delaymov dx,0f002h;in al,dxand al,01hjnz l使得燈都滅掉選中PC7,工作南北綠燈，東西紅燈（9s-4s ）南北黃燈，東西紅燈（3s-1s閃爍）南北紅燈，東西綠燈（9s-4s ）南北紅燈，東西黃燈（3s-1s閃爍）延時0.5秒鐘1 接 8253 的

19、 OUT等于"0"時則轉(zhuǎn)，等待高電平等于"1"時則轉(zhuǎn)，等待低電平無條件轉(zhuǎn)I數(shù)碼管顯示"9"共延時1s判斷工作在夜間1/白天0mov al,7fh;數(shù)碼管顯示"8"mov dx,0f001hout dx,alcall delay call delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz aa mov al,07h mov dx,0f001h out dx,al call delay call delay mov dx,0f002h in al,dx and

20、al,01h cmp al,0h jnz aa mov al,7dh mov dx,OfOO1h out dx,al call delaycall delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz aa jmp z bb: jmp aa z: mov al,6dh mov dx,OfOO1h out dx,al call delay call delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz aa mov al,66h mov dx,OfOO1h out dx,al call d

21、elay call delay mov dx,0f002h in al,dx共延時1s判斷工作在夜間為1轉(zhuǎn)aa數(shù)碼管顯示”7”數(shù)碼管顯示”6”數(shù)碼管顯示”5”數(shù)碼管顯示”4”1/白天0數(shù)碼管顯示"1"南北黃燈亮and al,01h cmp al,0h jnz bb ret a en dpb proc mov al,4fhmov dx,OfOO1h out dx,almov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delaymov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,alcall delay mov

22、dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz bbmov al,5bh mov dx,OfOO1h out dx,almov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delaymov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delaymov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz bb jmp y cc: jmp bb y: mov al,06h mov dx,0f001h out dx,almov al,101011

23、11b mov dx,OfOOOh數(shù)碼管顯示"3"南北黃燈亮南北黃燈暗數(shù)碼管顯示"2"南北黃燈亮南北黃燈暗out dx,al call delay mov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h jnz ccmov al,3fhmov dx,0f001h out dx,almov al,1O1O1111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delaymov al,11101111b mov dx,OfOOOh

24、 out dx,al call delaymov dx,0f002h in al,dx and al,01h jnz ccretb en dpc procmov al,4fh mov dx,OfOO1h out dx,almov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delaymov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,al南北黃燈暗數(shù)碼管顯示"0"南北黃燈亮南北黃燈暗數(shù)碼管顯示"3"東西黃燈亮東西黃燈暗call delay mov dx,0f002h in al,dx and

25、 al,01h cmp al,0h jnz cc jmp x ddd: jmp ccx: mov al,5bh mov dx,OfOO1h out dx,al mov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz dddmov al,06h mov dx,OfOO1h out dx,al mov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov dx,0f002h in al,dx and al,01h cmp al,0h jnz dddmov al,3fh mov dx,OfOO1h out dx,al mov al,10101111b mov dx,OfOOOh out dx,al call delay mov al,11101111b mov dx,OfOOOh out dx,