十字路口交通信号灯控制系统电信

一、实验目的：
利用8086、8253、8255及8279实现交通信号灯控制，它能实现：
（1）模拟有南北与东西两个方向，每个方向有红黄绿三个灯；
（2）南北向：红（20秒），黄（5秒），绿（20秒）；
东西向：红（20秒），黄（5秒），绿（20秒）；
灯的变化规律与实际路口规律相同，绿灯在最后5秒钟时，黄灯亮，然后红
灯亮，两个方向不会亮绿灯；
（3）灯的时间显示在数码管上进行显示，显示规律是先显示红绿灯的剩余时间，黄灯亮时显示黄灯剩余时间；
（4）可以通过一个开关控制，当开关信号为1时，整个交通灯全灭，并且数码管显示为0，开关撤销后，按照开关按下之前的状态继续运行；
（5）有一个紧急控制开关信号，当紧急开关信号为1时，两个方向的灯全为红灯。

紧急开关撤消后，按照开关按下之前的状态继续运行；
二、实验内容：
首先要实现对6个灯进行控制就要用到intel8255A并行通信接口，可设置在工作
方式0（基本的输入/输出方式）下，用B端口进行输入C端口进行输出。

要使红绿灯持续亮20s黄灯亮5s，就必须用到延时程序，这就要用到intel8253了，
可以使8253的计数器工作在方式3（方波发生器）提供周期为2秒的时钟信号，在B端
口选择一口如PB3口进行2秒时钟信号的输入。

延时程序方面可利用这2s时钟信号，可
以实现1s的延迟，具体方法是先初始化8253立即检测PB3口的输入信号是否为高电平，
如果是则说明还没有通过8253的第一个方波的半个周期即还没到1s，继续检测直到到1s，
这样就实现了1s的延迟。

要实现延迟N秒如20s，只要延迟20个1s即可，在每次延迟
1s前初始化一下8253即可，这样的延迟程序可以延迟任意的时间。

接下来要解决的是交通灯全灭和紧急情况控制两种情况，只要用8255的B端口的
两个口即可，当检测到这两个端口为高电平时，用C端口输出相应的电平来实现红绿灯
全灭和只有红灯亮。

接下来要在数码管上显示剩余时间，要编一个显示子程序，这里要用到Intel8279
芯片了，在EL-MUT-III 型单片机上8279芯片和数码管内部是连好的，给它一个数它会
通过用给定的数码管显示码表进行译码从而在数码管上显示这个数，但是只是一片数码管
显示即只能显示一位。

这次实验要求显示两位数，我用了个div指令，具体为mov cl,10 div cl,这样就把数除以10，十位放到al中，个位加十位放到ah中，这样就把两位数
变成两个一位数可以在两片数码管上显示，达到目的。

至于紧急开关撤消后，按照开关按下之前的状态继续运行，只要在调用紧急控制程
序前把这时灯的状态存起来，到用完后再恢复即可。

以上是对如何完成这次实验的基本考虑，实际编程过程中还遇到很多问题，不过已
解决。

实验程序：
io8255a equ 04a0h
io8255b equ 04a2h
io8255c equ 04a4h
io8255ctrl equ 04a6h
io8253a equ 04b0h
io8253b equ 04b2h
io8253ctrl equ 04b6h
con8279 equ 0492h
dat8279 equ 0490h
assume cs:code
code segment public
org 100h
start:
led db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh ;显示段码表
call init8253 ;初始化8253 mov dx,io8255ctrl ;8255控制口
mov al,82h ;工作方式0 A,C口输出，B口输入
out dx,al
;---------------------------------------------------------- repeat: ;以下为主程序
mov al,11000011b ;南北路口绿灯亮，东西路口红灯亮
mov dx,io8255c ；C端口地址
out dx,al
mov bh,al ；保存这时灯的状态
mov cl,20 ；设置延迟时间为20s
call delay ；调用延迟程序
mov al,10100011b ；南北路口黄灯亮，东西路口红灯亮
out dx,al
mov bh,al ；保存这时灯的状态
mov cl,5 ；设置延迟时间为5秒
call delay ；调用延迟程序
mov al,01100110b ；南北路口红灯亮，东西路口绿灯亮
out dx,al
mov bh,al ；保存这时灯的状态
mov cl,20 ；设置延迟时间为20s call delay ；调用延时程序 mov al,01100101b ；南北路口红灯亮，东西路口黄灯亮 out dx,al
mov bh,al ；保存这时灯的状态 mov cl,5 ；设置延迟时间为5s call delay ；调用延迟程序 jmp repeat ；跳转到主程序;-------------------------------------------------------------
delay: ；延迟程序 push ax ；将用到的寄存器放入堆栈 push dx
mov ch,cl ；读延迟时间lop: cmp ch,0 ；看延迟时间是否为0 jz exit ；是，则跳转到exit call init8253 ；初始化8253 wait1s:
mov dx,io8255b ；读PB口 in al,dx
and al,00000001b ；判断PB0是否为1 cmp al,0
jz next ；是则跳到下一步 call emergency ；不是则调用emergency next:
in al,dx
and al,00000010b ；判断PB1是否为1 cmp al,0
jz next1 ；是则跳到下一步 call turnoff ；不是则调用turnoff next1:
call display ;调用display mov dx,io8255b ；读B口 in al,dx
and al,00001000b ；判断PB3是否为0 cmp al,0
jnz wait1s ；不是则则表示还没到一秒，等待 dec ch ；延时长度减一 jmp lop
exit: ；把寄存器推出堆栈 pop dx
pop ax
ret
;---------------------------------------------------------- display: ; 显示子程序
push ax ；将用到的寄存器放入堆栈
push bx
push cx
push dx
mov di,offset led ；载入段码表
mov ax,08h ;工作方式，16位，左入 mov dx,con8279
out dx,ax
mov ax,90h
mov dx,con8279
out dx,ax ;写显示RAM命令，地址自增
mov dx,dat8279
mov cl,10 ；设置除数
mov al, ch ；;要显示的数为ch的值
mov ah,0
div cl ;除10，求出十位及个位，商（即十位）在AL，
；余数（即个位）与个位的加和在AH
sub ah,al ；减命令，使ah保存要显示的数的个位
mov bl,ah ；把ah的值付给bl,原因在下面
mov cl,al ；把al的值付给cl
mov bh,0 ; bx高8位至零
mov ch,0 ; cx高8位至零
add di,cx ;因为di为16位的实现加命令也必须是16位
；这就是为什么把十位赋给cx，并且di对应
；码表初值0，要想对应cx的值必须加上cx mov al,cs:[di] ;进行译码，把值付给al
mov ah,0
out dx,ax ；显示出要显示数的十位
mov dx,dat8279 ；以下为显示个位命令
add di,bx
mov al,cs:[di]
mov ah,0
out dx,ax
pop dx ；把寄存器推出堆栈 pop cx
pop bx
pop ax
ret ；返回
;---------------------------------------------------------
init8253: ；初始化8253 push dx
push ax
mov dx, io8253ctrl
mov al, 36h ;计数器0方式3 out dx, al
mov ax, 1000 ；初值为1000 mov dx, io8253a
out dx, al
xchg ah, al ；将高8位与低八位对换
out dx, al
mov dx, io8253ctrl
mov al, 76h ；计数器一方式3
out dx, al
mov ax,1500 ；初值1500
mov dx, io8253b
out dx, al
xchg ah, al
out dx, al
pop ax
pop dx
ret
;------------------------------------------------------------- turnoff: ；控制交通灯全灭子程序push ax
push bx
push cx
push dx
mov dx,io8255c ；C端口地址
mov al,0ffh ；交通灯全灭
out dx,al
mov bl,ch ；保存显示数
mov ch,0 ；显示数置0 again:
call display ；调用display显示程序
mov dx,io8255b ；读B口
in al,dx
and al,00000001b ；判断PB0是否为1
cmp al,0
jz noemergency ；是则跳到下一步
call emergency ；不是则调用emergency noemergency:
mov dx,io8255b ；读B口
in al,dx
and al,00000010b ；判断PB1是否为1 cmp al,0
jnz again ；是则跳到again，继续
mov al,bh ；恢复显示灯状态mov dx,io8255c
out dx,al
call init8253 ；初始化8253
mov ch,bl ；恢复显示数
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
ret
;------------------------------------------------------------------- emergency: ；紧急情况控制程序push ax
push bx
push cx
push dx
mov al,ch ；保存显示数
push ax
mov ch,00 ；设置显示数为0
mov dx,io8255c ；C端口地址
mov al,01100011b ；设置两方向红灯亮
out dx,al
mov dx,io8255b ；读B口lop3:
call display ；调用显示子程序
in al,dx
and al,00000001b ；判断PB0是否为1
cmp al,0
jnz lop3 ；是则跳到lop3,继续
mov al,bh ；恢复显示灯状态
mov dx,io8255c
out dx,al
call init8253 ；初始化8253
pop ax
mov ch,al
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
ret
code ends
end start
三、实验连线：
CS0——CS8255、CS1——CS8253、CLK3——8253CLK0、OUT0——8253CLK1
OUT1——PB3、PB0——K1、PB1——K2、PC7——LED1 、PC6——LED2
PC5——LED3 、PC2——LED6、 PC1——LED7、 PC0——LED8
四、实验总结：
一般同学做的交通灯实验只是有红黄绿三个灯在运作，我们做的增加了显示剩余时间功能，还有多了一般现实生活中交通灯都有的功能即：交通灯全灭功能和紧急情况控制功能。

这次实验在程序编写方面遇到了一些问题，调试了很长时间才达到目的。

比如说显示子程序的编写，以前没学过8279芯片，对其功能全然不知，只好上网查询了解了8279的显示原理和显示程序的编写，不过因为要显示的是两位数，这又增加了难度，后来查到div指令可以通过除10把两位变成个位和十位来显示，不过又发现di为16位，如果把ax赋给它，这样又将个位和十位组合起来，还是两位数无法显示，后来想到用其他没用的寄存器代替AX，终于解决了这个问题。

而这只是很多问题中的一个。

通过这次自己设计做实验，感受很深，明白了理论和实际差别很大，你理论上通过了，可真正做实验时却会遇到很多麻烦，当然当你自己把实验做成功后或某一环节搞通后，那种喜悦别人也无法体会。