微机原理课程设计

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一．设计任务题目：交通信号灯的控制1．通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭。2．A口控制红灯，B口控制黄灯，C口控制绿灯。3．输出为0则亮，输出为1则灭。4．用8253定时来控制变换时间。要求：设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟30秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车。延迟30秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。二．设计要求A、在微机原理及接口技术课程设计中，所使用的基本的知识点描述；例如：文件的建立、打开、读出、写入、关闭等文件操作的系统调用，涉及硬件的将电路图打印出来B、程序的流程图。详细描述程序中执行的过程C、（关键）程序清单(要求有程序注释)D、如有硬件需画出硬件电路图三．软硬件设计1.硬件的总体设计1.1、采用8255A，8253,8259芯片设计交通灯控制的硬件电路。各芯片的主要管脚的连接情况如下：8255A：PA3~PA0控制交通灯中的红灯，PB3~PB0控制黄灯，PC3~PC0控制绿灯PC4：和8253GATE1端相连，为定时器1的门控信号 PC5：和8253GATE2端相连，为定时器2的门控信号8253定时器：定时器0：定时器0：输入信号设为10KHZ,工作在方式3，输出为1HZ方波，OUT0和PB3~PB0相与得到黄灯信号。定时器1：输入信号为OUT0，工作站方式2，计数初值为30，实现延迟30S后产生中断。控制字为：01010100定时器2：输入信号为OUT0，工作站方式2，计数初值为5，实现延迟5S后产生中断。控制字为：100101008259芯片：采用边沿触发，没有级联，需要设ICW1,ICW2,ICW4,不用ICW3。1.2、原理及连接图2、软件总体设计程序流程图如下所示： 开始NY结束熄灭交通灯黄灯持续1秒后熄灭，闪烁5次后产生中断，使1,3路口变为红灯，2,4路口变为绿灯。30秒后，产生中断使1,3路口变为黄灯，同时启动定时器2黄灯持续1秒后熄灭，闪烁5次后启动中断，使1,3路口变为绿灯，2,4路口变为红灯30秒后，启动中断使2，4路口变为黄灯，同时启动定时器21,3路口的红灯亮，2，4路口的绿灯亮初始化使四个路口全部显示红灯，启动定时器1和中断中断服务流程图如下图： 3.调试过程(1)、根据硬件线路设计将硬件的线路连好。（2）、根据软件设计的程序流程图编好原程序。（3）、将程序在PC机上编译通过，并将PC机与硬件连好，进行连接和运行调试。4.所选用的各种芯片的引脚、功能、相应的命令字控制格式。介绍本系统所选用的各种芯片的引脚、功能、相应的命令字控制格式。8255芯片引角图8259芯片引角图8253芯片引角图（1）8255A的控制字：8255A方式选择控制字 端口C按位置1/复0控制(2)8259A的操作命令字OCW1:A0D7D6D5D4D3D2D1D01M7M6M5M4M3M2M1M0注：M7－M0分别对应IR7－IR0OCW2:A0D7D6D5D4D3D2D1D00RSLEOI00L2L1L0优先级方式控制位　　　　　决定了OCW2中L2－L0位是否有效　　　当SL＝１时，　　　　　　　　　　SL＝１为有效　　　　　　　　　　　　　用来指定SL＝0,L2－L0无效　　　　　　OCW2选定的操作作用于哪一级IR码。（3）8253命令字的格式：D7D6D5D4D3D2D1D0SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD 00计数器000计数器锁存读命令000方式0D0=0按二进制格式计数01计数器101只读/写低字节001方式1D0=1按BCD码格式计数10计数器210只读/写高字节*10方式211非法11先读/写低字节*11方式3，后读/写高字节100方式4101方式5四．程序清单A4_8253EQU387HA3_8253EQU386HA2_8253EQU385HA1_8253EQU384HA4_8255EQU383HA3_8255EQU382HA2_8255EQU381HA1_8255EQU380HA1_8259EQU38BHA0_8259EQU38AHDATASEGMENTNUMDD?NUMDD?DATAENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODESTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX;初始化8253MOVAL,17H；定时器0的设置，采用方式3，初值为10000OUTA4_8253，ALMOVAL,54H；定时器1的设置，工作在方式2，初值为30OUTA4_8253，ALMOVAL,94H；定时器2的设置，工作在方式2，初值为5OUTA4_8253，AL；MOVAL,00H；给定时器0赋初值为0OUTA1_8253，ALMOVAL,1EH；给定时器1赋初值30OUTA2_8253，ALMOVAL,05H；给定时器赋初值5OUTA3_8253，AL；初始化8255AMOVAL,80H;各口都工作在方式0，作为输出口OUTA4_8255,ALMOVAL,00HOUTA3_8255,AL；c端口中PC3-PC0输出置0，即将绿灯熄灭OUTA2_8255,AL；B端口中PB3-PB0输出置0，即将黄灯熄灭MOVAL,0EHOUTA1_8255,AL；A端口中PA3-PA0输出置1，即将红灯点亮MOVAL,09H；PC4置1，定时器1开始计时OUTA4_8255,ALMOVAL,0AH；PC5置0，定时器2暂停计时OUTA4_8255,AL;初始化8259MOVAL,13H；边沿触发，用ICW4，无级联OUTA0_8259，ALJMPSHORT$+2MOVAL,08H；ICW2,设置中断向量，起始中断向量为08HOUTA1_8259，AL；IR6，IR7的中断类型为0EH，0FHMOVAL,11H；特殊全嵌套，非缓冲方式，正常结束;-----------------------------------------------------------------红绿灯亮完后设置系统的状态STATE0:PROCFARPUSHAXSTIMOVAL,0AH;PA1，PA3置1，即2,4路口的红灯亮OUTA1_8255，AL MOVAL,05H；PC2，PC0置1，即1,3路口的绿灯亮OUTA3_8255，ALMOVAL,05H；PB2，PB0置1，即1,3路口的黄灯亮OUTA2_8255，ALMOVAL,08H；PC4清零，将GATE1置低电平，即使定时器1暂停计时OUTA3_8255，ALMOVAL,0BH；PC5置1，GATE2高电平，计数器2开始计时CLIPOPAXIRETSTATE0ENDP；---------------------------------------------------------------黄灯亮完后设置系统的状态STATE1PROCFARPUSHAXSTEMOVAL,0AH;pc2，PC0置1,即2,4路口的绿灯亮OUTA3_8255，ALMOVAL,05H；PA2，PA0置1，即1,3路口的红灯亮OUTA1_8255，ALMOVAL,09H；PC4置1，GATE1为高电平，计数器1开始计时OUTA4_8255，ALMOVAL,0AHOUTA1_8255，AL；PC5置0，GATE2为低电平，即计数器2暂停计时CLIPOPAXIRETSTATE1ENDP;-------------中断处理程序，STATE1MOVAX,350EHINT21HMOVWORDPTRNUM,BXMOVAX,CODEMOVDS,AXMOVAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETSTATE1MOVAX,250EHINT21H；-------------中断服务程序，STATE0MOVAX,350FHINT21HMOVWORDPTRNUM2，BXMOVWORDPTRNUM2+2，ESMOVAX,CODEMOVDS,AXMOVDX,OFFSETSTATE0MOVAX,250FHINT21HEXIT:MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART程序运行结果：    1．即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟；    2．1分钟后，东西方向的黄灯闪烁5秒钟，。此时南北方向仍维持红灯点亮。    3．东西方向的黄灯闪烁5秒钟后，转为东西方向的红灯和南北方向的绿灯同时点亮20秒钟；    4． 20秒钟后，转为南北方向的黄灯闪烁5秒钟，此时东西方向仍维持红灯点亮。    5．南北方向的黄灯闪烁5秒钟后，东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮1分钟。如此循环重复。    6. 由于数码显示模块没有完成，数码管没有倒计时显示。四．课程设计小结 微机原理与接口技术是一门很有趣的课程，任何一个计算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要涉及到整体的每一部分。讨论某一部分原理时又要涉及到其它部分的工作原理。这样一来，不仅不能在短时间内较深入理解计算机的工作原理，而且也很难孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序渐进的课堂教学过程中，我总是处于“学会了一些新知识，弄清了一些原来保留的问题，又出现了一些新问题”的循环中，直到课程结束时，才把保留的问题基本搞清楚。学习该门课程知识时，其思维方法也和其它课程不同，该课程偏重于工程思维，具体地说，在了解了微处理器各种芯片的功能和外部特性以后，剩下额是如何将它们用于实际系统中，其创造性劳动在于如何用计算机的有关技术和厂家提供的各种芯片，设计实用的电路和系统，再配上相应的应用程序，完成各种实际应用项目。这次实验并不是很难，主要的困难来自对程序的理解。功夫不负有心人，经过多个人的合作和努力，我们最后对实验的原理有了清晰的认识。虽然很多模块单元没有用到，但是就系统功能来说，我觉得我们做的还是不错的。这次课设却让我们对实验芯片有了足够的了解，让我们知道了实验芯片的用法；而且它还让我们对自己动手写程序来控制芯片的运作有了一定的基础。虽然只是一个小型的课程设计，但是通过学习和操作，我们对有关接口的知识将会有一个更广泛的认识，而且它对我们以后的学习也会有帮助的。实验中个人的力量是不及群体的力量的，我们几个人分工合作，做事的效率高了很多。虽然有时候会为了一些细节争论不休，但最后得出的总是最好的结论。而且实验也教会我们在团队中要善于与人相处，与人共事，不要一个人解决所有问题。总之，这次课程设计对于我们有很大的帮助，通过课程设计，我更加深入地理解了，微机原理课程上讲到的各种芯片的功能，以及引脚的作用，同时加深了对于主要芯片的应用的认识，同时在试验室的环境里熟悉了汇编程序的编写过程和运行过程，最后还提高了自己的动手能力。感谢老师的悉心指导。这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要体现在，这一整个系统，几乎没有参考任何书，程序由自己独立完成，与用8255来制作的交通灯控制系统相比，程序简单易读，结构清楚，最重要的是成本低。在设计一个系统，除了达到所要求的性能指标以外，成本也是很重要的一个指标。成本的高低也决定了产品的适用性。