微机交通灯控制系统课程设计报告.docx

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微机交通灯控制系统课程设计报告

《微型计算机技术》

课程设计报告

题目：

交通信号灯控制系统

专业名称：

电子信息工程

班级：

092班

学号：

000000000l

姓名：

xxx

2011年12月

交通信号灯控制系统

XXX

（电子信息工程学系）

摘要：

本文介绍了以8086微处理器为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能，实现对交通灯控制，主要是模拟十字路口的红绿灯，介绍了交通灯控制器的原理以及电路接线。

在设计中所用到的编程语言是汇编语言，延时采用的是软件延时（即通过汇编指令）。

关键词：

8086微处理器;交通灯;8255A

一、课程设计任务

1.1设计目标

利用ZY15MicInt12BB微机原理及接口实验箱上的8086微处理器模块、并行接口8255A模块，地址译码单元以及0—1LED灯显示等模块，根据所学的微机原理知识，按照实际交通情况设定一种交通灯规则，设计一个简单的交通信号灯控制系统。

1.2设计要求

在一个十字路口，东西方向和南北方向各有两组交通指示灯，每组有红、黄绿三个灯。

东西方向同色灯连在一起，南北方向同色灯连在一起。

对各组的交通灯进行控制，以保证车辆在各道上通畅运行。

两组组的交通灯工作过程为：

1.南北方向亮绿灯允许通行，东西方向亮红灯禁止通行

2.当延时25秒后，南北方向的黄灯同时变亮，且延时5秒。

3.延时后，东西方向转为绿灯，南北方向转为红灯，且延时25秒。

4.25秒后，转为东西方向黄灯亮，延时5秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。

5.当遇到道路障通，或紧急情况时，A、B道全为红灯。

2、原理说明与硬件设计

2.1原理说明

在本次课程设计当中，采用的是以8086微处理器为核心，以8255A芯片作为接口芯片，运用软件定时（即通过汇编指令）控制LDE灯（即交通灯）按照设定的交通规则显示。

2.28086简介

8086微处理器是Intel系列的第三代微处理器，拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器，其主频为5MHz/10MHz，地址总线宽度为20位，可寻址的内存空间打1MB。

8086微处理器的内部功能结构由两个独立的工作部件——执行部件EU（ExecutionUnit）和总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）构成。

其中，

（1）BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。

BIU监视着指令队列。

当指令队列中有2个空字节时，就自动把指令取到队列中。

（2）EU执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。

如需访问存储器，则EU向BIU发出请求，由BIU访问存储器。

（3）在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入

队列中后，EU才继续执行指令。

8086CPU的内部功能结构框图如图2-1所示。

图2-18086CPU的内部功能结构框图

8086微处理器采用40引脚的DIP封装，其引脚图如图2-2所示。

8086CPU到底可以工作在最大模式或最小模式两种工作模式下，这完全由硬件决定。

处于不同工作模式时，其部分引脚的功能是不同的。

图2-28086的引脚

（1）两种工作方式下功能相同的引脚

MM/MX：

最小/最大模式输入控制信号。

引脚用来设置8086CPU的工作模式。

当为高电平（接+5V）时，CPU工作在最小模式;当为低电平（接地）时，CPU工作在最大模式。

AD15～AD0：

地址/数据总线，双向，三态。

这是一组采用分时的方法传送地址或数据的复用引脚。

根据不同时钟周期的要求，决定当前是传送要访问的存储单元或I/O端口的低16位地址，还是传送16位数据，或是处于高阻状态。

A19/S6～A16/S3：

地址/状态信号，输出，三态。

这是采用分时的方法传送地址或状态的复用引脚。

BHE（低）/S7：

允许总线高8位数据传送/状态信号，输出，三态。

为总线高8位数据允许信号，当低电平有效时，表明在高8位数据总线D15～D8上传送1个字节的数据。

S7为设备的状态信号。

RD，WR：

读信号和写信号，输出，三态，低电平有效。

READY：

准备就绪信号，输入，高电平有效。

READY信号用来实现CPU与存储器或I/O端口之间的时序匹配。

TEST：

等待测试控制信号，输入，低电平有效。

信号用来支持构成多处理器系统，实现8086CPU与协处理器之间同步协调的功能，只有当CPU执行WAIT指令时才使用。

NMI：

非屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

当NMI引脚上有一个上升沿有效的触发信号时，表明CPU内部或I/O设备提出了非屏蔽的中断请求，CPU会在结束当前所执行的指令后，立即响应中断请求。

RESET：

复位信号，输入，高电平有效。

CLK：

时钟信号，输入。

VCC，GND：

电源输入引脚和接地引脚。

8086CPU采用单一+5V电源供电。

（2）CPU工作于最小模式时使用的引脚信号

当MM/MX引脚接高电平时，CPU工作于最小模式。

此时，引脚信号24～31的含义及其功能如下。

M/IO：

存储器、I/O端口选择控制信号。

信号指明当前CPU是选择访问存储器还是访问I/O端口。

为高电平时，访问存储器，表示当前要进行CPU与存储器之间的数据传送。

为低电平时，访问I/O端口，表示当前要进行CPU与I/O端口之间的数据传送。

INTR：

可屏蔽中断响应信号，输出，低电平有效。

CPU通过信号对外设提出的可屏蔽中断请求做出响应。

为低电平时，表示CPU已经响应外设的中断请求，即将执行中断服务程序。

ALE：

地址锁存允许信号，输出，高电平有效。

CPU利用ALE信号可以把AD15～AD0地址/数据、A19/S6～A16/S3地址/状态线上的地址信息锁存在地址锁存器中。

DT/R：

数据发送/接收信号，输出，三态。

DT/信号用来控制数据传送的方向。

DT/为高电平时，CPU发送数据到存储器或I/O端口;DT/为低电平时，CPU接收来自存储器或I/O端口的数据。

DEN：

数据允许控制信号，输出，三态，低电平有效。

信号用作总线收发器的选通控制信号。

当为低电平时，表明CPU进行数据的读/写操作。

HOLD：

总线保持请求信号，输入，高电平有效。

HLDA：

总线保持响应信号，输出，高电平有效。

2.38255A简介

本次设计灯的亮与灭以及闪烁是用8255的A口和B口控制的，工作在方式0，A口和B口均为输出。

并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。

CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。

8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：

方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。

8255的内部结构及引脚如图2-3所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图2-4所示。

图2-38255的内部结构及引脚

图2-48255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式

3、流程图及电路接线图

1、软件流程图如下：

图3-1软件流程图

2、电路接线图如下：

图3-2电路接线图

3系统汇编源程序

系统采用汇编程序，利用延时子程序实现定时,具体程序见附录。

四、程序运行结果调试：

调试结果如图所示：

图4-1南北绿灯东西红灯图4-2南北黄灯东西红灯

图4-3南北红灯东西绿灯图4-4南北红灯东西黄灯

说明：

（1）图4-1表示南北方向亮绿灯允许通行，东西方向亮红灯禁止通行

（2）图4-2表示南北方向绿灯25秒时间到，绿灯转黄灯提示此方向上交通灯即将转红，东西方向仍然亮红灯禁止通行。

（3）图4-3表示5秒时间到，南北方向黄灯转红灯禁止通行，东西方向转亮绿灯允许通行。

（4）图4-3表示东西方向绿灯25秒时间到，绿灯转黄灯提示此方向上交通灯即将转红，南北方向仍然亮红灯禁止通行。

（5）5秒时间到，系统又回到初始状态即南北方向亮绿灯允许通行，东西方向亮红灯禁止通行如图8所示。

依此循环，一个循环周期为60秒，从而实现了交通灯的工作功能。

5、总结

通过此次课程设计,结合所学的《微机原理与接口技术》这门课程的知识，对其应用之一——交通灯控制器进行设计与实现。

总体感觉收获比较多，因为可以将书本上的知识应用到实践当中。

刚开始的时候，翻阅了一些资料，还是没有什么头绪，后来在几个同学的帮助下，经过多次的上机练习和调试终于找到了入口点，接下来的事情就相对的容易一些了。

首先，把握整个的设计的大概的流程，然后再对每一个分快进行设计，最后进行调试。

在设计的过程中，很重要的一点是要熟悉可编程并行通信接口芯片8255A的初始化及其端口的使用。

此次课程设计感觉收获很多，比如，翻阅资料提高了自学能力，和同学一起讨论汲取别人的长处。

希望老师能够引导学生应该如何去把握、分析课程设计的主题，找出突破点，让学生积极主动进行课程设计，以使学生更好地提高自学的能力。

参考文献：

[1]洪永泉．微机原理与接口技术[M]．北京：

科学出版社，2009

[2]徐泽明．利用微机控制交通指示灯[J]．软件导刊，2007（5）

[3]项新建．微机交通灯控制系统[J]．ASPT来源刊，1997（09）

附录：

PORT_AEQU2A0H;声明8255A口地址

PORT_BEQU2A1H;声明8255B口地址

PORT_CEQU2A2H;声明8255C口地址

CMD_PORTEQU2A3H;声明8255A控制字寄存器端口地址

PORT_CSEQU2A3H

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAL,10000001B;方式控制字：

B口为输出

MOVDX,2A3H

OUTDX,AL;写方式控制字到8255A控制字寄存器端口

SHOW:

NLDH:

MOVDX,PORT_B

MOVAL,00101000B;状态1：

南北方向亮绿灯东西方向亮红灯

OUTDX,AL

MOVBL,0;BL清0

YS1:

CALLDELAY;延时25秒

INCBL;（BL）++

CMPBL,500;比较

JNGYS1;（BL）<=500,转移到l1

NHDH:

MOVDX,PORT_B

MOVAL,00011000B;状态2：

南北方向亮黄灯东西方向亮红灯

OUTDX,AL;

MOVBL,0

YS2:

CALLDELAY;延时5秒

INCBL

CMPBL,100

JNGYS2

NHDL:

MOVDX,PORT_B

MOVAL,01000100B;状态3：

南北方向亮红灯东西方向绿灯

OUTDX,AL

MOVBL,0

YS3:

CALLDELAY;延时25秒

INCBL

CMPBL,500

JNGYS3

NHDH:

MOVDX,PORT_B

MOVAL,01000010B;状态4：

南北方向亮红灯东西方向黄灯

OUTDX,AL

MOVBL,0

YS4:

CALLDELAY;延时5秒

INCBL

CMPBL,100

JNGYS4

JMPSHOW

DELAYPROC;50ms延时子程序

PUSHBX;保护现场

PUSHCX

MOVBL,5

NEXT:

MOVCX,2801;内循环次数（实现延时10ms）

W10MS:

LOOPW10MS;

DECBL;修改外循环计数值

JNZNEXT;BX不等于0则进行外循环

POPCX;恢复现场

POPBX

RET;退出子程序，返回主程序

DELAYENDP;结束过程

CODEENDS

ENDSTART