微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院課程題目：微機(jī)原理與幾口技術(shù)班級(jí):電科112指導(dǎo)老師：張婧婧姓名:劉建國學(xué)號(hào)：?基于８086的交通信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)報(bào)告摘要：這次課程設(shè)計(jì)，我們的任務(wù)是：基于8086的交通信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)。8０８６系統(tǒng)是我們這個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)的主線方向，我們將在8086系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完畢交通信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)，其具體功能是:1.顯示十字路口東西、南北2個(gè)方向的紅、黃、綠的指示狀態(tài)。2.實(shí)現(xiàn)正常的倒計(jì)時(shí)功能。用2組數(shù)碼管作為東西和南北方向的倒計(jì)時(shí)顯示,顯示時(shí)間為紅燈30ｓ,綠燈５0s，黃燈5ｓ。3．按Ｓ1鍵能實(shí)現(xiàn)特殊的功能,顯示倒計(jì)時(shí)的２組數(shù)碼管閃爍，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并保持在本來的狀態(tài)；東西、南北路口均顯示紅燈狀態(tài)；特殊狀態(tài)解除后能繼續(xù)計(jì)數(shù)。4.按S2鍵實(shí)現(xiàn)總體清零功能。計(jì)數(shù)器由初始狀態(tài)計(jì)數(shù)，相應(yīng)的指示燈亮。關(guān)鍵詞:8０8６系統(tǒng)74１54７4HC３738２55AＬEＤ交通燈(一)１)設(shè)計(jì)目的交通信號(hào)控制燈是平常交通不可缺少的工具，涉及到人們的人生和財(cái)產(chǎn)安全，在道路行駛上起了相稱關(guān)鍵的作用,因而設(shè)計(jì)交通信號(hào)控制燈是非常故意義的。同時(shí)我們這次設(shè)計(jì)的課題就是“基于80８6交通信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)”，基于以上目的，我運(yùn)用一周時(shí)間精心設(shè)計(jì)出課題規(guī)定的交通燈。2)設(shè)計(jì)思想在本次設(shè)計(jì)過程中，我們選擇了數(shù)碼管、發(fā)光二極管、74LＳ138、7４LS37３、8255A和8086來控制實(shí)現(xiàn)交通燈按設(shè)計(jì)規(guī)定工作。3)硬件部分1、LED設(shè)計(jì)說明：用LＥD作為倒計(jì)時(shí)時(shí)間的顯示器,ＬＥＤ在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面,都更具優(yōu)勢(shì)。ＬEＤ與LCD的功耗比大約為1０：1,運(yùn)用LED技術(shù)，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清楚的顯示器，LED是發(fā)光二極管屬于二極管的一種,ＬCD是液晶顯示器,兩者相差太多.但是用LED的點(diǎn)陣也能組成顯示器，合用于戶外大屏幕顯示,分辨率較低,LＥD與LCD具體比較如下圖表1－1：LＣD與LＥD的比較ＬCD液晶顯示器，通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象，具有零輻射,低耗能，散熱小，纖薄輕巧，精確還原圖象,顯示字符銳利，屏幕調(diào)節(jié)方便,可視角度小，響應(yīng)時(shí)間過慢,亮度可對(duì)比度低等特點(diǎn)LED發(fā)光二極管,是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件,它采用低電壓掃描技術(shù),具有耗電少,使用壽命長,成本低，亮度高，故障少，視角大，視角大，可視距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)通過度析和對(duì)比，LEＤ顯示器要較優(yōu)于LCD顯示器,因此本實(shí)驗(yàn)選擇LED2、825５設(shè)計(jì)說明：用８255A可編程并行接口芯片的A、Ｂ、C三口作為紅、綠、黃交通燈的控制輸入口。8255有三個(gè)并行輸入輸出口，可以方便的對(duì)三種顏色的交通燈進(jìn)行很好的控制。解決方案是：PB0~PB７接模擬燈二極管,PA0~ＰA７接7段二極管的段選，PC0～PＣ3接7段二極管的位選,PＣ4~PC7與開關(guān)相連，解決器芯片集成芯片卡ＰＣI卡連接,用于完畢硬件方面的實(shí)驗(yàn)正常通信。其芯片比較說明:如下表:表1-2:8255A與８251芯片的比較比較內(nèi)容825５A(chǔ)芯片8251A芯片通信方式并行串行數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送，數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，，內(nèi)部組成81５5內(nèi)有２56字節(jié)RＡM和一個(gè)定期計(jì)數(shù)器。8255沒有特點(diǎn)通信線路較8251復(fù)雜通信線路簡(jiǎn)樸,運(yùn)用電話或電報(bào)線路就可實(shí)現(xiàn)通信輸入/輸出編程較為靈活編程較8255不夠靈活應(yīng)用范圍使用十分方便，傳輸距離近,成本較高傳輸距離遠(yuǎn),使用不方便，但傳輸速度慢，減少成本,初始化特點(diǎn)8２5５A(chǔ)直接位清0/置1功能簡(jiǎn)化了接口控制8２51在初始化時(shí),必須重新設(shè)立模式寄存器的格式.4)、軟件部分根據(jù)硬件需求采用8２55Ａ芯片，為實(shí)現(xiàn)對(duì)通信的控制,采用匯編語言,分別編程控制8２55的工作方式,在編程時(shí)應(yīng)考慮到狀態(tài)的轉(zhuǎn)換采用查詢方式控制，根據(jù)需求分析可采用82５5的方式0下工作，具體設(shè)立如下：硬件連接說明：8255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式為方式０，將8255的PB０~ＰB5接紅綠燈用以模擬交通燈的變化,ＰＡ0~PＡ7接7段LＥＤ燈的段選碼,,完畢LED顯示器的段選，PＣ0~PC3接LED顯示器的位選碼用以完畢位選，ＰC4－PC7接開關(guān)，以完畢初值接受。初始化8255后。運(yùn)用匯編語言編寫訪問控制程序,控制綠燈的顯示倒記時(shí)間,它與紅燈的顯示時(shí)間是相同的,編寫控制程序控制黃燈的閃爍時(shí)間,當(dāng)綠燈的顯示時(shí)間結(jié)束后切換到黃燈,再切換到紅燈，如此循環(huán)下去。(二）、選擇芯片８2５5A１)、8２５5A在本實(shí)驗(yàn)中的作用：通過8255A的三個(gè)Ｉ/O端口A口、B口、C口與紅、綠、黃二極管連接起來控制交通燈的規(guī)律性變化。2)、82５5Ａ的功能分析：PA、ＰB、PC三口均工作在方式０狀態(tài)。：PB0~PB1接紅燈,ＰB2~PB3接黃燈，ＰB４~PＢ５接綠燈；PA０~PA7作為段選碼;PC０～PC3作為位選碼。我們采用的是將PC口提成兩部分使用，PC０-PC3作為位選碼，ＰC４-ＰC7作為輸入口,接受開關(guān)輸入的初值信息。將在用825５A(chǔ)前一方面要對(duì)它進(jìn)行初始化，設(shè)立它的方式選擇控制字。3）、８２5５Ａ工作方式0說明:方式0的工作特點(diǎn):這種方式通常不用聯(lián)絡(luò)信號(hào),不使用中斷,三個(gè)通道中的每一個(gè)都有可以由程序選定作為輸入或輸出。其功能為:（1）兩個(gè)8位通道:通道A、Ｂ。兩個(gè)四位通道:通道C高4位和低四位;(2)任何一個(gè)通道可以作輸入/輸出;(3)輸出是鎖存的;（4）輸入是不鎖存的；(5)在方式0時(shí)各個(gè)通道的輸入／輸出可有16種不同的組合。方式0的使用場(chǎng)合:同步傳送是在外設(shè)控制過程的各種動(dòng)作時(shí)間為固定，且已知的條件下使用的。因此,傳送中不要應(yīng)答信號(hào)。輸入時(shí)，執(zhí)行程序只要給出ＩN指令;而輸出時(shí),也只給出OUT指令，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入或輸出。優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)樸，接口的硬件開銷小。查詢式傳輸時(shí),要先查詢一個(gè)外設(shè)的狀態(tài)，當(dāng)該狀態(tài)表達(dá)外設(shè)已準(zhǔn)備好時(shí)，方能開始查詢傳輸，否則ＣPU將繼續(xù)查詢。但在方式０，沒有規(guī)定固定的應(yīng)答信號(hào),所以,這時(shí)將通道Ａ、B作為數(shù)據(jù)通道，把通道Ｃ的4個(gè)位(高4位或低4位）規(guī)定為輸出口，用來輸出一些控制信號(hào),而把通道C的此外４個(gè)位規(guī)定為輸入口，用來輸入外設(shè)的狀態(tài)。這樣運(yùn)用通道C來配合通道A和B的輸入／輸出操作。4)、8２55A方式選擇控制字說明：控制字格式如圖1－2:圖1-2:8255A芯片的控制字格式參數(shù)說明：D７＝1工作方式控制標(biāo)志。Ｄ6D５組合設(shè)定Ａ口工作方式:００~方式０、01～方式１、１０／１1～方式2。Ｄ4設(shè)定A口的輸入/輸出，Ｄ4=1輸入Ｄ4＝0輸出。Ｄ3C口高位輸入／輸出選擇，D3＝1輸入Ｄ3＝0輸出。Ｄ２Ｂ口工作方式選擇,Ｄ2=１方式１；D２=０方式０。Ｄ１B口輸入/輸出選擇Ｄ１=1輸入Ｄ１＝０輸出。D０設(shè)定Ｃ口低位輸入／輸出D0＝1輸入D0=0輸出。5）、8２55A技術(shù)參數(shù)：重要參數(shù)說明：8２55A工作最大電流為120MＡ,ＶＣC=－5V~＋５Ｖ,I(DAＲ)工作電流最大為4MA。82５5的輸出電壓不高,連接到LED時(shí)，最佳加入一個(gè)驅(qū)動(dòng)器起到電流放大的作用，其具體參數(shù)值說明如表３－１。表１－3:8255Ａ技術(shù)參數(shù)說明８2５5A技術(shù)參數(shù)測(cè)試條件規(guī)范值單位大小輸入低電平電壓ＶIL0．8－0．5Ｖ輸入高電平電壓VIＨＶCC２.０V輸出低電平電壓VOL（數(shù)據(jù)端口)ＩOL＝２．５MA0.４5Ｖ輸出低電平電壓VOL（外圍端口）IＯL＝1.7MＡ0．４５V輸出高電平電壓ＶOＨ（數(shù)據(jù)端口)IOR＝-４0０MA２．４Ｖ輸出高電平電壓ＶＯH（外圍端口）IOＨ＝－2０0MA2.４V達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電流ＩOAＲ－４.０-1.０mA電源電流ＩＣＣ１20mA輸入負(fù)載電流IILＩIN=0～VＣＣI／ＯmA輸出浮動(dòng)電流ＩOFVOR=0.４5~VＣＣI／ＯmA6)、8255Ａ的邏輯圖圖1-3:8255A內(nèi)部邏輯圖0１1011015６dH0１111１0167dＨ0000０11１70７H01１１1111８7fＨ０１10111196ｆＨ（三）、硬件總邏輯圖及其說明１）、硬件原理說明:本設(shè)計(jì)以PROTUES實(shí)驗(yàn)仿真軟件提供的最實(shí)用、新奇的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和EMＵ8086提供的匯編環(huán)境進(jìn)行課程軟件設(shè)計(jì)的,在課程設(shè)計(jì)中重要運(yùn)用了PROＴＵES軟件提供的82５5Ａ芯片、７4LS１３8、74LS3７3、7段LED顯示器以及紅綠燈ＬED顯示二極管,課程設(shè)計(jì)時(shí)完畢編程調(diào)試的是eｍｕ8０86環(huán)境。2)、硬件連接說明：８255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式為方式０，將8255的ＰＢ０~PＢ7接紅綠燈用以模擬交通燈的變化，PA0~PA7接7段LED燈的段選碼完畢ＬED顯示器的段選,P74LC0~PC３接LＥD顯示器的位選碼用以完畢位選。將8255Ａ芯片的片選信號(hào)CＳ與74LS1３8的ＣS1相連接來決定各端口的初始地址。8２55Ａ芯片的ＰＢ口中ＰＢ0～PＢ7與紅綠黃燈相連接，用來實(shí)現(xiàn)控制交通燈的變化規(guī)律；8２55A的PC口中的PC０～PC3與7段ＬEＤ燈的位選碼相連接，用來實(shí)現(xiàn)選擇綠燈倒計(jì)時(shí)時(shí)的７段LED燈的位置選擇,82５5A芯片的ＰA口中的PＡ0~PA7與7段LＥＤ燈的段選碼相連接，用來實(shí)現(xiàn)７段LED燈的段選碼選擇。LＥD燈管的ａ、b、c、d、e、f、g、dp做為段選來顯示倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。圖１-5:硬件總連接圖(四)、控制程序設(shè)計(jì)１）控制程序設(shè)計(jì)思緒說明：一方面，明確交通燈的變化規(guī)律,假設(shè)在一個(gè)十字路口，其中東西方向，南北方向,工作方式如下：將紅黃綠燈按照紅燈停,綠等行，黃燈閃爍為緩沖時(shí)間的原則進(jìn)行通車。倒計(jì)時(shí)將可以由用戶自由設(shè)定，用8255的PB，PＣ口來連接紅黃綠燈電路板，而ＰA口連接LED顯示管來計(jì)數(shù)倒計(jì)時(shí)。開始時(shí)初始化東西南北方向全為紅燈,然后東西方向綠燈亮，進(jìn)入倒計(jì)時(shí)默認(rèn)值5０秒，結(jié)束后東西方向綠燈閃爍5次,變黃燈亮5秒,然后紅燈亮；南北方向綠燈亮，此時(shí)南北方向進(jìn)入倒計(jì)時(shí),倒計(jì)時(shí)時(shí)間可以在開關(guān)口提前設(shè)定本次倒計(jì)時(shí)時(shí)間。結(jié)束后綠燈閃爍５秒后，變黃燈亮5秒，然后紅燈亮,東西方向綠燈亮,如此循環(huán)下去。另一方面,主程序的設(shè)計(jì)思緒：一方面初始化825５A(chǔ)的芯片的控制字格式和狀態(tài)字格式,另一方面設(shè)立交通燈開始運(yùn)營的初始狀態(tài)并做相應(yīng)的延時(shí)便于觀測(cè)，再次調(diào)用子程序?qū)|西綠燈的倒計(jì)時(shí)時(shí)間,調(diào)用子程序顯示綠燈的倒計(jì)時(shí)，后進(jìn)行查表選擇相應(yīng)的LED燈的段選碼,使相應(yīng)的燈亮,顯示東西綠燈交通燈變化，然后設(shè)立綠燈的閃爍,以及黃燈的亮連續(xù)，再次就是查表設(shè)立轉(zhuǎn)換成南北綠燈的亮，同時(shí)調(diào)用子程序設(shè)立南北綠燈的倒計(jì)時(shí)時(shí)間,后進(jìn)行查表選擇相應(yīng)的ＬED燈的段選碼,使相應(yīng)的燈亮，顯示南北綠燈交通燈變化，然后做南北綠燈的閃爍，和黃燈的亮連續(xù),最后做主程序的循環(huán)，運(yùn)用無條件跳轉(zhuǎn)指令。開始2)、程序流程圖開始程序初始化?程序初始化東西紅南北綠路口紅燈全亮 東西紅南北綠路口紅燈全亮倒計(jì)時(shí)開始東西綠南北紅開始倒計(jì)時(shí)倒計(jì)時(shí)開始東西綠南北紅開始倒計(jì)時(shí)Cx=5 Cx=5Cx=5 Cx=5南北綠燈滅東西綠燈，南北紅燈南北綠燈滅東西綠燈，南北紅燈?延時(shí)500ms延時(shí)500ms延時(shí)500ms延時(shí)500ms南北綠燈亮cx自減1東西綠燈滅，cx自減1??? 南北綠燈亮cx自減1東西綠燈滅，cx自減1? Cx=0CCx=0Cx=0南北黃燈亮延時(shí)5s ? 南北黃燈亮延時(shí)5s東西黃燈亮延時(shí)5s? ?? 東西黃燈亮延時(shí)5s 圖1-6：主控制程序再次,也設(shè)計(jì)了一個(gè)到計(jì)時(shí)顯示子程序，用來顯示綠燈的到計(jì)時(shí)時(shí)間,設(shè)計(jì)思緒:一方面要保存進(jìn)入到計(jì)時(shí)子程序時(shí)的斷點(diǎn)保存，以保證可以子程序結(jié)束可以正常返回主程序，另一方面設(shè)立LED燈的秒數(shù)跳的快慢,使其運(yùn)營結(jié)果便于觀測(cè)，再次設(shè)立程序分別顯示到計(jì)時(shí)LED燈的秒數(shù)的個(gè)位與十位，在顯示秒數(shù)的個(gè)位與十位時(shí)要做秒數(shù)的個(gè)位與十位計(jì)數(shù)是否到零的判斷，與此同時(shí)也要做秒數(shù)的個(gè)位與十位的斷選碼指示器的移動(dòng)，最后做恢復(fù)斷點(diǎn)和子程序的返回。其控制流程圖:進(jìn)入進(jìn)入顯示個(gè)位延時(shí)顯示十位延時(shí)個(gè)位減一十位減一個(gè)位賦9返回CX=0個(gè)位等于表外第一個(gè)地址十位等于表外第一個(gè)地址 N?N圖1－7：倒計(jì)時(shí)顯示程序最后,還設(shè)計(jì)了兩個(gè)延時(shí)程序,一個(gè)是綠燈閃爍3次時(shí)間的延時(shí)DＬ500子程序,一個(gè)是延時(shí)黃燈亮的時(shí)間DELAY子程序;ＤL50０子程序的設(shè)計(jì)思緒運(yùn)用了設(shè)備提供的軟中斷實(shí)現(xiàn)的延時(shí)，其控制流程如（流程圖:１-7)；ＤEＬAＹ子程序的設(shè)計(jì)運(yùn)用的是多次循環(huán)空操作實(shí)現(xiàn),思緒一方面保存斷點(diǎn)設(shè)立空操作的次數(shù)，做判斷循環(huán)是否該結(jié)束,然后恢復(fù)斷點(diǎn)，返回主程序,其控制流程如下保存斷點(diǎn)保存斷點(diǎn)MOVAH,0FFHINT21H星研公司提供的軟中斷實(shí)現(xiàn)延時(shí)恢復(fù)保存中斷返回圖1－8:500mｓ延時(shí)程保存斷電保存斷電置空操作循環(huán)次數(shù)置空操作循環(huán)次數(shù)循環(huán)計(jì)數(shù)器是否為0循環(huán)計(jì)數(shù)器是否為0 N恢復(fù)斷點(diǎn)恢復(fù)斷點(diǎn)7段LED燈顯示清07段LED燈顯示清0返回返回圖1-9：DELAY延時(shí)程序３)、控制程序IO2EQＵ20HCODＥＳEGMENＴ'COＤE'?ASSUMECS:ＣＯDＥ，ＤS:CODESTＡRＴ: MOVＡＸ,CODＥ?MOVＤS，ＡX ＭOVAL,1000000０B?MOＶDX,ＩO2＋６ OＵTＤX,AL MＯＶDＸ，IO2＋2 ＭOVＡL,001０01０0Ｂ;黃燈亮 ＯUＴDX，AL MOVBＸ,100WAIT1：MＯVCX，８８２?LOOP$?ＤECBX ＪＮZWAＩT１ MＯVAL,000０００0０Ｂ;黃燈滅 OUTDX,AＬ?ＭOVBX,１00WAIT２:MOVCX,882?LOOP$?DECBX?JNＺWＡIＴ2 ＭOVAL，０010０10０B;黃燈亮 OUＴＤX,ＡＬ?ＭOVBX，200WＡＩT3：MOVCX,882?LＯOP＄ DEＣＢＸ JＮZWAＩT3L:?ＭOVAL,００0１０001B;紅燈，綠燈亮?OUＴＤＸ,ＡL MOＶBX，４00WAIT4:MOVＣX,８82?ＬOOＰ$ ＤECBＸ?JＮZWAＩT4?ＭOVAL,00０101０0B;紅燈，黃燈亮 OUTＤX，AL MOＶBＸ，１00ＷAIT5：MOVCX，88２?ＬＯOP$?DＥCＢX JＮＺＷAIT5MOVAL，0０0１000０B;紅燈亮?OUＴＤX,AL MOVＢＸ,１００ＷＡＩT6：MOVＣX,882 LＯＯP$?DECBＸ?JNZWAIT６ MOＶAL,000０1010B;紅燈、綠燈亮?ＯUTDX，ＡL ＭOVBX，100WAIT7:ＭOVCX,882 LOOP$?DECＢX?JNZWＡIT7 MOVAＬ,０01０001０Ｂ;綠燈、黃燈亮 OＵTDＸ，AL?MOVBX,4０0ＷAＩT8：MOVCX,８8２ LOOP$ ＤECＢX ＪNZWＡIＴ８ ＭOVＡL，000０0０1０B;紅燈亮 OUTDX，AL?ＭＯVBX,10０WAIT9：MOVＣX,8８2?LＯOP$?DＥＣBX ＪＮZWAIT9 ＪMＰＬCＯＤEENDS?ＥＮDＳTＡRT (五)、心得體會(huì):通過本次模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，加深了對(duì)芯片、8086以及８２55A的理解，對(duì)82５5A芯片的ＰA口、PB口、PC口的初始化設(shè)計(jì)有了更好的了解，同時(shí)在對(duì)82５5A芯片的工作方式選擇，有了更好的結(jié)識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)的硬件連接,使我結(jié)識(shí)到實(shí)驗(yàn)時(shí)獨(dú)自動(dòng)手能力的重要性，也使我們意識(shí)到我們的動(dòng)手能力的欠缺，使我們結(jié)識(shí)到在以后的學(xué)習(xí)和其他工作時(shí)應(yīng)對(duì)獨(dú)自動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在課本上學(xué)得都是些理論知識(shí)，通過本次的實(shí)際操作,更加鍛煉了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)知應(yīng)用能力，對(duì)8255A芯片的編程的更為直觀的應(yīng)用理解