微机原理交通灯专业课程设计方案报告
时间：2020-10-28 12:36:57 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
微型计算机原理及应用
课程设计说明书
交通灯控制系统设计
班级： 1401班
姓 名：
学号：
指导老师：
日期： 20XX年6月
课程设计目标：
在车辆日渐增多今天，大家也越来越关注交通问题，而交通灯在安全行车过程中无疑起着十分关键作用。现在交通灯通常全部设在十字路口，用红、绿、黄三种颜色指示灯和一个倒计时显示计时器来控制行车,?对通常情况下安全行车、车辆分流发挥着作用,?但依据实际行车过程中出现情况,?关键有以下多个缺点:?1、车道轮番放行时间相对固定,?不能依据实际情况中两个车道车辆多少来设置改变通行时间；2、?没有考虑紧急车辆经过时,?两车道应采取方法。?譬如,?有消防车经过实施紧急任务时,?两个车道车全部应停止,?让紧急车辆经过。所以怎样合理高效地利用交通灯指示交通情况，是一个亟需处理问题。
交通灯是采取计算机经过编写汇编语言程序控制。红灯停，绿灯行交通规则。广泛用于十字路口,车站,?码头等公共场所,成为大家出行生活中不可少必需品,因为计算机技术成熟和广泛应用,使得交通灯功效多样化,远远超出传统交通灯,?交通灯数字化给大家生产生活带来了极大方便，而且大大地扩展了交通灯功效。诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，全部这些，全部是以计算机为基础。还能够依据主、次干道交通情况不一样任意设置各自不一样通行时间。或给红绿色盲声音警示人性化设计。现在交通灯系统很多全部增加了智能控制步骤，比如对闯红灯车辆进行拍照。当某方向红灯亮时，此时对应传感器开始工作，当有车辆经过时，摄影机就把车辆拍下。?
要将交通灯系统产品化，应该依据用户不一样需求进行不一样设计，应该在程序中增加部分能够人为改变参数，方便用户依据不一样需要随时调整交通灯。所以，研究交通灯及扩大其应用，有着很现实意义
课程设计内容：
设有一个十字路口，1、3为南北方向，2、4为东西方向。初始为四个路口红灯全亮，以后，1、3路口绿灯亮，2、4路口红灯亮，1、3路口方向通车； 延时一段时间后，1、3路口绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3 路口黄灯亮，后1、3路口红灯亮，而同时2、4路口绿灯亮，2、4路口方向通车；延时一段时间后，2、4 路口绿灯熄灭，而绿灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而2、4路口黄灯亮，再切换到1、3路口方向，以后反复上述过程。
问题分析及硬件介绍：
此次课程设计内容为利用8086、8255等接口，实现控制十二个二极管亮灭过程。需要PC机一台，8255并口：用做接口芯片。LED：共12个LED灯。还有8086芯片，8253a定时器等器材.
将8086和74273、74154和8255连接起来.需用到8255六个输出端口。所以要求8255工作在方法0，因为二极管是共阳，所以输出低电平二极管才会亮。8086用作cpu，三个74273是锁存器，锁存地址。
用软件proteus7.8画出电路图，加载程序到8086cpu，进行模拟。
系统硬件设计
8086介绍
Intel8086是16位微处理器（其内部总线为16位，外部总线为8位，故称为准16位微处理器），它采取HMOS工艺40条引脚封装。8086工作时使用5V电源，时钟频率5MHz（8086-1为10MHz，8086-2为8MHz）它有20根地址线，故可寻址内存空间为1MB【9】。
另外，Intel企业同期推出Intel8088微处理器一个准16位微处理器，其内部寄存器，内部操作等均按16位处理器设计，和Intel8088微处理器基础上相同，不一样是其对外数据线只有8位，目标是为了方便地和8位I/O接口芯片相兼容。
图所表示是8086CPU内部功效结构。
从功效上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus?Interface?Unit）和实施部件EU（Execution?Unit）。
(1)8086关键特征
Intel8086/8088CPU是Intel企业推出高性能微处理器，具体以下关键特征：
(a)8086CPU数据总线为16位，8088CUP数据总线为8位。
(b)地址总线全部是20位，低16位用于数据总线复用，可直接寻址为1MB存放空间。
(c)有16位端口地址，能够寻址64KBI/O端口。
(d)有99条基础指令，指令功效强大。
(e)有9种基础寻址方法。
(f)能够处理内部和外部中止，外部中止源多达256个。
(g)兼容性好，8086、8085在源程序一级兼容。
(h)8086/8088标准主频为5MHz，8086/8088-2主频为8MH【3】。
(i)支持单处理器或多处理器系统工作。
(2)8086CPU寄存器结构
8086CPU中有14个16位寄存器,其中有4个16位通用寄存器,2个16位指针寄存器,2个16位变址寄存器,1个16位指令指针及1个16位标志寄存器【8】。
通用寄存器包含累加器AX，基址寄存器BX，计数寄存器CX，数据寄存器DX四个寄存器，在CPUEU中，每个数据寄存器可存放16位操作数， 也可拆成两个8位寄存器，用来存放8位操作数。
指针和变址寄存器包含：堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、和目标变址寄存器DI四个16位寄存器，能够来存放数据和地址。段寄存器包含：代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，附加段寄存器ES，堆栈段寄存器SS【4】。
8255介绍
8255是Intel企业生产可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。含有3个通道3种工作方法可编程并行接口芯片（40引脚）。
其各口功效可由 软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为 单片机和多个外设连接时中间接口电路。
8255作为主机和外设连接芯片，必需提供和主机相连3个 总线接口，即数据线、 地址线、控制线接口。同时必需含有和外设连接接口A、B、C口。因为8255可编程,所以必需含有逻辑控制部分，所以8255内部结构分为3个部分：和CPU连接部分、和外设连接部分、控制部分。
它含有A、B、C 三个并行接口，并行接口是以数据字节为单位和I/O 设备或被控制对象之间传输信息。CPU和接口之间数据传送总是并行，即能够同时传输8 位、16 位、32 位等。用+5V单电源，能在三种方法下工作：方法0--基础输入/出方法、方法1--选通输入/出方法、方法2--双向选通工作方法【3】。
8255内部结构及引脚图图所表示。
具体各引脚功效以下【3】:
D0～D7为双向数据信号线，用来传送数据和控制字。
RD为读信号线，和其它信号线一起实现对8255接口读操作通常接系统总线IOR信号。
WR为写信号线，和其它信号一起实现对8255写操作，通常接系统总线IOW。CS为片选信号线，当它为低电平（有效）时，才能选中该8255芯片，也才能对8255进行操作【6】。
A0，A1为口地址选择信号线。8255内部有3个口；A口，B口，C 口，还有一个控
制寄存器，它们可由程序寻址。A0，A1上不一样编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器,具体要求如表1所表示。
表1 8255寻址方法
A1
A0
选择
0
0
A口
0
1
B口
1
0
C口
1
1
控制寄存器
通常 A0，A1分别接系统总线A0和 A1，它们和CS一起来决定8255接口地址。
RESET为复位输入信号。此端上高电平可使8255复位。复位后，8255A口，B口，C 口均被定为输入状态。
PA0~PA7为A口8条输入输出信号线。
PB0~PB7为B口8条输入输出信号线。
PC0~PC7，8条线依据其工作方法可作为数据输入或输出线，也能够用作控制信号输出或状态信号输入线【7】。
8255 工作方法控制字和C口按位置位/复位控制字格式图3所表示。【4】
8255工作方法关键有工作方法0、工作方法1和工作方法2。其中端口A
能够工作在三种方法中任一个；端口B只能工作在方法0和方法1；端口C通常作为控制信号使用，配合端口A和端口B工作。在交通灯控制设计中只用到了工作方法0。
硬件原理图：
关键程序：
;SAMPLE.ASM
.MODEL SMALL
.8086
.stack
.code
.startup
mov dx,0206h ;将控制端口地址送给dx
mov ax,80h ;将控制字送给ax
out dx,ax ;将控制字送给控制端口
mov dx,0200h ;将a端口地址送给dx
mov ax,0ffh ;将初始化数据送给ax
out dx,ax ;将端口初始化
s0: mov ax,0bbh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据送给dx，让4个红灯亮
call delay5 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
s1: mov ax,0beh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据送给dx，使南北绿灯亮，东西红灯亮
call delay5 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
mov cx,6 ;将
lp: mov ax,0bfh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据送给dx，使南北绿灯灭，东西红灯亮
call delay05 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
mov ax,0beh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据给dx，实现南北绿灯亮，东西红灯亮
call delay05 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
loop lp ;循环实现绿灯亮灭循环闪烁约6次
mov ax,0bdh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax送给dx，实现南北黄灯亮，东西红灯亮
call delay3 ;调用延时程序子程序，维持3-4s
mov ax,0ebh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据送给dx，实现南北红灯亮，东西绿灯亮
call delay5 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
mov cx,6 ;将
lp1:mov ax,0fbh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax数据送给dx，实现南北红灯亮，东西绿灯灭
call delay05 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
mov ax,0ebh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax送给dx，实现南北红灯亮，东西绿灯亮
call delay05 ;调用延时程序子程序，维持4-5s
loop lp1 ;循环实现绿灯亮灭循环闪烁约6次
mov ax,0dbh ;将数送给ax
out dx,ax ;将ax送给dx，实现南北红灯亮，东西黄灯亮
call delay3 ;调用延时程序子程序，维持3-4s
jmp s0 ;无条件跳转至程序S0，实现控制循环
delay5 proc near
push cx
mov bx,250
dy1:mov cx,5882
dy2:loop dy2
dec bx
jnz dy1
pop cx
ret
delay5 endp
delay05 proc near
push cx
mov bx,25
dy3:mov cx,5882
dy4:loop dy4
dec bx
jnz dy3
pop cx
ret
delay05 endp
delay3 proc near
push cx
mov bx,150
dy5:mov cx,5882
dy6:loop dy6
dec bx
jnz dy5
pop cx
ret
delay3 endp
.data
END
结果分析：
电路运行正常，交通灯按正确时间转换，实现了预期课程设计要求目标。
收获体会：
一周微机原理课程设计结束了。从中我学到了很多知识和技术，也知道了合作关键性。
我在同学帮助下学会了用软件模拟图形，去研究程序每一步。每一次碰到错误，全部会自己先看，然后在去找同学问询。也复习了相关8086和8255部分相关知识。这次课程设计让我体会到了仅仅学好书本知识还是不够，还需要实践，才能掌握知识，融会贯通。在这次实践中，最大收获是对课程爱好。爱好是最好老师，这将会让我愈加爱上学习和实践。最终感谢老师和同学们帮助！
