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1、1课程设计应达到的目的通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。2课程设计题目及要求题目：交通信号灯模拟控制系统的设计利用STAR ES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。所有输入该装置信号采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。1、 功能要求：1） 假设在一个A道(东西方向)和B道
2、(南北方向)交叉的十字路口安装有自动信号灯。当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。2） 一道有车，另一道无车时（实验时用开关K5和K6控制），交通控制系统能立即让有车道放行。3） 有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B道均为红灯，紧急车由K7开关模拟，有紧急车时另有一红灯闪烁。2、 难度要求：1） 基本要求：采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分）2） 中级要求：采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制
3、开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式实现功能要求；（80分）3） 高级要求：在中级要求的基础上，增加用8255输出驱动LED数码显示器显示绿灯倒计时秒数，黄灯时不显示时间。（100分）附录1 : 设计提示设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向。1、 电路接线方案： 交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255-PA输出控制：见下表。带时间显示的交通信号灯模拟控制系统 8255A输入/输出信号一览表（供参考）8255-PB输出方式PCH输入方式8255-PA输出方式PCL输出方式引脚输出信号引脚输入信号引脚输出信号引脚输出信号PB7驱动数码管字型PC7K7PA7紧急车辆闪光
4、PB6PC6K6PA6东西红灯PB5PC5K5PA5东西黄灯PB4PC48253-OUT2PA4东西绿灯PB3PA3PC3PB2PA2南北红灯PC2PB1PA1南北黄灯PC1PB0PA0南北绿灯PC0数码管的位码选择注：1）、8255-PA输出方式可根据实验设备红绿黄灯具体位置改变 2）、采用软件延时，则8255的PC4不用接8253-OUT2。数码管的位码选择 2、 定时问题：用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GATE2接高电平，OUT2接8255-PC4。主程序通过查询8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。也可以采用软件延时，500ms延时子
5、程序参见实验一。3、 根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：状态0：K5、K6、K7均断开（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B道交替通行；状态3：K7闭合，有紧急车辆通行。参考流程图说明：流程图1设计思想：4、 主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。5、 常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用
6、时14秒。用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第17秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第913秒，A道红灯、B道绿灯。6、 工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。7、 时间显示采用实验仪的数码管显示。只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。参考流程图2。8、 如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。在50
7、0ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。参考流程图3。此功能难度较大，定为加分项目。2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42。基本和中级要求的参考流程图：高级要求的参考流程图课程设计体会：1、 星研实验系统的接线连接器有许多限制，因此本课程设计的接线操作比较费神。实践下来的接线方案是：8255的PC电缆排线接到
8、数码显示器位驱动JP41的低4位1-4，即JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位也会显示倒计时数码，因为此线接的是8253OUT2引脚，而8253工作在方式0，OUT2引脚绝大部分时间是低电平。2、 K5K6K7三个开关应该低电平有效，如果高电平有效，在PCL与JP41完全连接，则K5K6K7对应的三位会显示倒计时数字，而且很亮。反而使应该显示的位亮度却很低。附录2：相关外设原理及接线图27 B2区：逻辑笔、频率发生器逻辑笔电路原理图逻辑笔： 测试接口，输入测量信号绿灯(DS13)：高电平点亮红灯(DS14)：低电平点亮两灯同时亮：频率信
9、号频率发生器电路原理图4M：输出4MHZ频率信号其他端口输出的信号频率与端口下标识的数值一致B4区：8255电路CS：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号。JP52： PC口；JP53： PB口；JP56： PA口。C5区：8253电路CS：片选信号，低电平有效；A0、A1：地址信号；G5区：键盘&LED数码显示器A：按键的列线B：数码管段码C：数码管选择脚D：按键的行线G6区：发光管、按键、开关开关电路原理图JP80：开关控制接口；闭合0信号，断开1信号发光管电路原理图JP65：发光管控制接口，0灯亮，1灯灭按键电路原理图JP74：按键控制接口；按下0信号，松开1信号附录3： 实验一
10、8255控制交通灯实验一、实验目的与要求1、了解8255芯片的工作原理，熟悉其初始化编程方法以及输入、输出程序设计技巧。学会使用8255并行接口芯片实现各种控制功能，如本实验（控制交通灯）等。2、熟悉8255内部结构和与8088的接口逻辑，熟悉8255芯片的3种工作方式以及控制字格式。3、认真预习本节实验内容，尝试自行编写程序，填写实验报告。二、实验设备STAR系列实验仪一套、PC机一台三、实验内容1、编写程序：使用8255的PA0.2、PA4.6控制LED指示灯，实现交通灯功能。2、连接线路验证8255的功能，熟悉它的使用方法。四、实验原理图五、实验步骤1、连线说明：B4区：CS、A0、A1
11、A3区：CS1、A0、A1B4区：JP56（PA口）G6区：JP652、观察实验结果，是否能看到模拟的交通灯控制过程。六、演示程序.MODELTINYCOM_ADDEQU0F003HPA_ADDEQU0F000HPB_ADDEQU0F001HPC_ADDEQU0F002H.STACK100.DATALED_DataDB01111101B;东西绿灯，南北红灯DB11111101B;东西绿灯闪烁，南北红灯DB10111101B;东西黄灯亮，南北红灯DB11010111B;东西红灯，南北绿灯DB11011111B;东西红灯，南北绿灯闪烁DB11011011B;东西红灯，南北黄灯亮.CODESTART
12、:MOVAX,DATAMOVDS,AXNOPMOVDX,COM_ADDMOVAL,80H;PA、PB、PC为基本输出模式OUTDX,ALMOVDX,PA_ADD;灯全熄灭MOVAL,0FFHOUTDX,ALLEABX,LED_DataSTART1:MOVAL,0XLATOUTDX,AL;东西绿灯，南北红灯CALLDL5SMOVCX,6START2:MOVAL,1XLATOUTDX,AL;东西绿灯闪烁，南北红灯CALLDL500msMOVAL,0XLATOUTDX,ALCALLDL500msLOOPSTART2MOVAL,2;东西黄灯亮，南北红灯XLATOUTDX,ALCALLDL3SMOVAL
13、,3;东西红灯，南北绿灯XLATOUTDX,ALCALLDL5SMOVCX,6START3:MOVAL,4;东西红灯，南北绿灯闪烁XLATOUTDX,ALCALLDL500msMOVAL,3XLATOUTDX,ALCALLDL500msLOOPSTART3MOVAL,5;东西红灯，南北黄灯亮XLATOUTDX,ALCALLDL3SJMPSTART1DL500msPROCNEARPUSHCXMOVCX,60000DL500ms1:LOOPDL500ms1POPCXRETDL500msENDPDL3SPROCNEARPUSHCXMOVCX,6DL3S1:CALLDL500msLOOPDL3S1PO
14、PCXRETENDPDL5SPROCNEARPUSHCXMOVCX,10DL5S1:CALLDL500msLOOPDL5S1POPCXRETENDPENDSTART七、实验扩展及思考1、如何对8255的PC口进行位操作？实验二 8253方波实验一、实验目的与要求了解8253的内部结构、工作原理；了解8253与8088的接口逻辑；熟悉8253的控制寄存器和初始化编程方法，熟悉8253的6种工作模式。 二、实验设备 STAR系列实验仪一套、PC机一台 三、实验内容1、编写程序：使用8253的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1秒的方波，用此方波控制蜂鸣器，发出报警信号，
15、也可以将输入脚接到逻辑笔上来检验程序是否正确。2、连接线路，验证8253的功能，熟悉它的使用方法。四、实验原理图五、实验步骤1、连线说明：C5区：CS、A0、A1A3区：CS5、A0、A1C5区：CLK0B2区：2MC5区：OUT0C5区：CLK1C5区：OUT1D1区：Ctrl(蜂鸣器)C5区：GATE0、GATE1C1区的VCC2、测试实验结果：蜂鸣器发出时有时无的声音；用逻辑笔测试蜂鸣器的输入端口，红绿灯交替点亮。 六、演示程序.MODELTINYCOM_ADDREQU0B003HT0_ADDREQU0B000HT1_ADDREQU0B001H.STACK100.CODESTART:MO
16、VDX,COM_ADDRMOVAL,35HOUTDX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,BCD码计数MOVDX,T0_ADDRMOVAL,00HOUTDX,ALMOVAL,10HOUTDX,AL;CLK0/1000MOVDX,COM_ADDRMOVAL,77HOUTDX,AL ;计数器T1为模式3状态，输出方波,BCD码计数MOV DX,T1_ADDRMOVAL,00HOUTDX,ALMOVAL,10HOUTDX,AL;CLK1/1000JMP$;OUT1输出1S的方波ENDSTART七、实验扩展及思考1、8253还有其它五种工作方式，其它工作模式下，硬件如何设计？程序如何编写？2、使用8253，编写一个实时钟程序。 14