微机原理课程设计-交通信号灯的控制.doc

交通信号灯的控制 一、设计目的 通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。 二、设计要求 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。工作原理说明：此方案是通过并行接口芯片8255A和8088计算机的硬件连接，以及通过8253延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制。硬件连接红灯（RLED），黄灯（YLED）和绿灯（GLED）分别接在8255的A，B，C口的低四位端口，PA0，PA1，PA2，PA3分别接1，2，3，4路口的红灯，B，C口类推。8088工作在最小模式，低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7，通过地址锁存器，接到3译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOCK1和CLOCK2OUT1产生30秒定时信号；OUT2产生1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0基本输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。地址线只用低八位，即AD0~AD7，该地址线通过分时复用，先送出地址，通过地址锁存器74LS373锁存以后，再送出数据。其中A7、A6通过一个与门产生一个信号，A5、A4通过一个与门产生一个信号，将这两个信号再通过一个与非门产生一个74LS138的高位C相连输入信号，A3、A2分别与译码器B、A相连，作 为片选信号。而A1、A0则直接与8255和8253的A1、 A0相连。而8255和8253的片选信号CS分别接Y1和 Y0。由上述可知A7A6A5A4=1111，由此可得各端口地 址如表1所示： 2）LED灯与8255的连接 设计要求给出，当8255的端口输出低电平时，LED灯 亮，当输出高电平时，LED灯灭，由此可将LED灯的阳极通过 一电阻与电源VCC相连，阴极与8255的端口直接相连，则可 满足上述要求。右图给出了连接示意图（具体连接图见附件 一）。 3）8253的连接 8253共有3个相同的计数器。考虑到最小频率要求为1Hz， 8255 PA口 00F4H PB口 00F5H PC口 00F6H 控制字寄存器 00F7H 8253 CLK0口 00F0H CLK1口 00F1H CLK2口 00F2H 控制字寄存器 00F3H 表1 8255和8253各端口地址 当输入为1Mz时，要求计数器的初始值为1000000，而8253计数值最大值只能为65536，因而考虑将1Mz的时钟输入计数器0，再将计数器0的输出信号作为计数器1和计数器2的输入，则可以产生最小为1Hz的信号。而计数器1和计数器2可以分别用于30s定时和黄灯闪烁。 基于以上分析，计数器0应工作于方式3，计数初始值为10000，则输出信号周期为0.01s；再以此作为输入，让计数器1工作于方式0，计数初值为3000，也即定时30s，供绿灯向黄灯转换的定时之用；而黄灯要求以1Hz的频率闪烁5次，则可考虑用方波信号和8255的PB口信号一起通过一个与门来控制黄灯的熄灭，达到闪烁的目的，频率为1Hz，则计数初值为100，工作方式为3。 三个计数器的GATE端都直接接高电平，OUT1接PC7口，供定时检测；OUT2接PC6口，供闪烁次数检测。 4）完整的硬件连接图 见附录一。 四、软件方案说明 1）程序流程图 易知程序应该实现循环，即各路口在绿灯、黄灯和红灯之间实现切换。以下给出总的程序流程图，之后再对程序的关键点进行说明。 2）各端口地址定义 在数据段中将各端口地址用变量进行定义，以便在程序中使用，也便于修改。定义如下： DATA SEGMENT ;定义8255和8253各端口地址数据 PA8255 EQU 00F4H PB8255 EQU 00F5H P