流水灯式箭头标志

基于8086和8255的流水灯式安全出口标志设计
一、设计目的：
1. 通过简单的设计来掌握8086以及8255A 芯片的工作原理。

2. 利用设计来掌握简单的汇编。

二、设计要求：
1.利用8086做CPU,用74HC373进行锁存，用8255进行控制LED 灯的亮灭的时间和规律。

2.用74HC373锁存器控制8255A 的地址数据A0,A1。

3．用8255A 的A 口控制箭头中的流水灯，用其B 口控制四个字‘安全出口’的闪烁。

4．首先让所有的灯都亮两秒，接着所有灯灭掉，随后四个字流动闪烁一次，接着箭头中的灯依次进行闪烁，当最后一个灯闪烁完之后跳到起初，所有的灯亮，整个过程进行循环。

三．系统工作原理
此方案是通过并行接口芯片8255A 和8086计算机的硬件连接，以及通过74HC373的锁存方法，来实现安全出口标语的模拟控制。

如硬件连接图所示，四个字“安全出口”和箭头分别接在8255的A 口和B 口的高四位，PA0，PA1，PA2，PA3，PA4，PA5，PA6，PA7分别接箭头中的灯，B 口的高四位接四个字。

8086工作在最小模式，低八位端口AD 0~AD 7接到8255和74HC373
的AD 0~AD 7， 8255两个口全部工作在方式0既基本输入输出方式，红绿灯的转换
由软件编程实现。

四、硬件和接线原理：
1.8086各个引脚的接法
（1）BHE 引脚：通常用此引线产生片选信号，当为BHE ＝1，0A ＝0编码时，在数据总线低8位和偶地址之间进行字节传送（0AD ～7AD ）。

（2）CLK （Clock ）时钟信号（输入）：CLK 为CPU 和总线控制器提供基本的定时脉冲。

时钟周期是非对称的，当它为有效高电平的时间和时钟周期的比为33％时，提供最佳的内部定时。

由8284时钟发生器产生，8086CPU 使用的时钟频率，因芯片型号不同，时钟频率不同。

这里采用5MHz 。

（3）CC V (+5V),GND(地)：CPU 所需电源CC V ＝＋5V 。

GND 为地线。

（4）QS0ALE （Address Latch Enable ）地址锁存允许信号，输出高电平有效，
（5）RESET:复位信号，输入，高电平有效。

（6）MN/MX (Minimun/Maximun): 最小、最大工作模式选择信号，输入。

2.硬件原理图
3.8255的内部结构和工作原理
8255A是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片
按功能可把8255A分为三个逻辑电路部分，即：口电路、总线接口电路和控制逻辑电路。

（1）口电路
8255A共有三个8位口，其中A口和B口是单纯的数据口，供数据I/O使用。

而C口则既可以作数据口，又可以作控制口使用，用于实现A口和B口的控制功能。

数据传送中A口所需的控制信号由C口高位部分（PC7～PC4）提供，因此把A 口和C口高位部分合在一起称之为A组；同样理由把B口和C口低位部分（PC3～PC0）合在一起称之为B组。

（2）总线接口电路
总线接口电路用于实现8255A和单片微机的信号连接。

其中包括：
（a）数据总线缓冲器
数据总线缓冲器为8位双向三态缓冲器，可直接和80C51的数据线相连，与I/O 操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送。

（b）读/写控制逻辑
与读写有关的控制信号有
CS—片选信号（低电平有效）
RD—读信号（低电平有效）
WR—写信号（低电平有效）
A0、A1—端口选择信号。

8255A共有四个可寻址的端口（即A口、B口、C口和控制寄存器），用二位地址编码即可实现选择。

参见下表。

RESET—复位信号（高电平有效）。

复位之后，控制寄存器清除，各端口被置
为输入方式。

读写控制逻辑用于实现8255A的硬件管理：芯片的选择，口的寻址以及规定
各端口和单片微机之间的数据传送方向。

（c）控制逻辑电路
控制逻辑电路包括A组控制和B组控制，合在一起构成8位控制寄存器。

用于存放各口的工作方式控制字
8255A工作方式及数据I/O操作
（1）8255A的工作方式
8255A共有三种工作方式，即方式0、方式1、方式2.
（a）方式0 基本输入/输出方式
方式0下，可供使用的是两个8位口（A口和B口）及两个4位口（C 口高4位部分和低4位部分）。

四个口可以是输入和输出的任何组合。

方式0适用于无条件数据传送，也可以把C口的某一位作为状态位，实现查询方式的数据传送。

（b）方式1 选通输入/输出方式
A口和B口分别用于数据的输入/输出。

而C口则作为数据传送的联络信号。

具体定义见表7–2。

可见A口和B口的联络信号都是三个，如果A或B 只有一个口按方式1使用，则剩下的另外13位口线仍然可按方式0使用。

如果两个口都按方式1使用，则还剩下2位口线，这两位口线仍然可以进行位状态的输入输出。

方式1适用于查询或中断方式的数据输入/输出。

（c）方式2 双向数据传送方式
只有A口才能选择这种工作方式，这时A口既能输入数据又能输出数据。

在这种方式下需使用C口的五位线作控制线，信号定义如表7–2所示。

方式2适用于查询或中断方式的双向数据传送。

如果把A口置于方式2下，则B口只能工作于方式0.
（2）数据输入操作
用于输入操作的联络信号有：
STB(StroBe)—选通脉冲，输入，低电平有效。

当外设送来STB信号时，输入数据装入8255A的锁存器。

IBF(Input Buffer Full) —输入缓冲器满信号，输出，高电平有效。

IBF信号有效，表明数据已装入锁存器，因此它是一个状态信号。

INTR(INTerrupt Request)—中断请求信号，高电平有效，当IBF数据输入过程：当外设准备好数据输入后，发出信号，输入的数据送入缓冲器。

然后IBF信号有效。

如使用查询方式，则IBF即作为状态信号供查询使用；如使用中断方式，当信号由低变高时，产生INTR信号，向单片微机发出中断。

单片微机在响应中断后执行中断服务程序时读入数据，并使INTR信号变低，同时也使IBF信号同时变低。

以通知外设准备下一次数据输入。

（3）数据输出操作
用于数据输出操作的联络信号有：
ACK(ACKnowledge)—外设响应信号输入，低电平有效。

当外设取走输出数据，并处理完毕后向单片微机发回的响应信号为高，信号由低变高(后沿)时，中断请求信号有效。

向单片微机发出中断请求。

OBF（Output Buffer Full）——输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。

当单片微机把输出数据写入8255A锁存器后，该信号有效，并送去启动外设以接收数据。

INTR—中断请求信号，输出，高电平有效。

数据输出过程：外设接收并处理完一组数据后，发回ACK信号。

该信号
使OBF变高，表明输出缓冲器已空。

如使用查询方式，则OBF可作为状态信号供查询使用；如使用中断方式，则当ACK信号结束时，INTR有效，向单片微机发出中断请求。

在中断服务过程中，把下一个输出数据写入8255A的输出缓冲器。

写入后OBF有效，表明输出数据已到，并以此信号启动外设工作，取走并处理8255A中的输出数据。

五、源程序代码：
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START: MOV AL,80H
OUT 06H,AL
L0: MOV AL,000H
OUT 00H,AL
OUT 02H,AL
LOOP $
LOOP $
LOOP $
LOOP $
MOV AL,0FFH
OUT 00H,AL
OUT 02H,AL
LOOP $
MOV AL,0FEH
L1: OUT 02H,AL
MOV BX,20
WAIT0: MOV CX,10000
LOOP $
DEC BX
JNZ WAIT0
ROL AL,1
CMP AL,0EFH
JZ L2
JMP L1
L2: MOV AL,0FFH
OUT 02H,AL
MOV AL,0FEH
L3: OUT 00H,AL
MOV BX,10
WAIT1: MOV CX,10000
LOOP $
DEC BX
JNZ WAIT1
ROL AL,1
CMP AL,0FEH
JZ L0
JMP L3
MOV AH,4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
六、总结：
经过这两周的课程设计, 做关于安全出口标志的系统设计,我认真查阅资料,学习关于这方面的知识,比如说要了解8086芯片中各个引脚的功能,怎么样去使用8255这个可编程并行接口芯片，怎么样用74HC373这个锁存器来存储地址.在理论学习的基础上,再加上我的兴趣爱好，又下了一次苦工夫,;也让我体会到要想成功地设计某个东西是特别的不容易,光学好微机原理知识是不够的,必须要系统的去学习某方面的所有知识,无论在哪方面都要有个明白的概念,我也发现BAIDU是那么的好，给与了我很多的帮助，每遇到一个不会的指令，我总会想到BAIDU，去上网求救。

当然我的设计成功了，我感到特别的有成就感，原来知道的越多生活越美满。

微机原理课程设计
题目：
基于8086和8255的流水灯式安全出口标志设计
班级：电气自动化一班
姓名：马勇
学号：12010245382
合作者：李翔
学号：12010245。