交通灯实验报告

微机原理课程设计报告

新疆农业大学

计算机与信息工程学院

课程题目：微机原理与几口技术

班级：电科112

指导老师：张婧婧

姓名：刘建国

学号：114633222

基于8086的交通信号控制器的设计报告摘要：

这次课程设计，我们的任务是：基于8086的交通信号控制器的设计。8086系统是我们这个学期学习的主线方向，我们将在8086系统的基础上完成交通信号控制器的设计，其具体功能是：1.显示十字路口东西、南北2个方向的红、黄、绿的指示状态。2.实现正常的倒计时功能。用2组数码管作为东西和南北方向的倒计时显示，显示时间为红灯30s，绿灯50s，黄灯5s。3.按S1键能实现特殊的功能，显示倒计时的2组数码管闪烁，计数器停止计数并保持在原来的状态；东西、南北路口均显示红灯状态；特殊状态解除后能继续计数。4.按S2键实现总体清零功能。计数器由初始状态计数，对应的指示灯亮。

关键词：8086系统 74154 74HC373 8255A LED交通灯

(一)

1) 设计目的

交通信号控制灯是日常交通不可缺少的工具，涉及到人们的人生和财产安全，在道路行驶上起了相当关键的作用，因而设计交通信号控制灯是非常有意义的。同时我们这次设计的课题就是“基于8086交通信号控制器的设计”，基于以上目的，我利用一周时间精心设计出课题要求的交通灯。

2) 设计思想

在此次设计过程中，我们选择了数码管、发光二极管、74LS138、74LS373、8255A和8086来控制实现交通灯按设计要求工作。

3）硬件部分

1、LED设计说明:

用LED作为倒计时时间的显示器，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，LED是发光二极管属于二极管的一种,LCD是液晶显示器,两者相差太多.但是用LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分辨率较低，LED与LCD具体比较如下图

表1-1：LCD与LED的比较

2、8255设计说明:

用8255A可编程并行接口芯片的A、B、C三口作为红、绿、黄交通灯的控制输入口。8255有三个并行输入输出口，可以方便的对三种颜色的交通灯进行很好的控制。解决方案是：PB0~PB7接模拟灯二极管，PA0~PA7接7段二极管的段选，PC0~PC3接7段二极管的位选，PC4~PC7与开关相连，处理器芯片集成芯片卡PCI卡连接，用于完成硬件方面的实验正常通信。其芯片比较说明:如下表：

表1-2：8255A与8251芯片的比较

4）、软件部分

根据硬件需求采用8255A芯片，为实现对通信的控制，采用汇编语言，分别编程控制8255的工作方式，在编程时应考虑到状态的转换采用查询方式控制，根据需求分析可采用8255的方式0下工作，具体设置如下：

硬件连接说明：8255A芯片的PA、PB、PC三口的工作方式为方式0，将8255的PB0~PB5接红绿灯用以模拟交通灯的变化，PA0~PA7接7段LED灯的段选码，，完成LED显示器的段选，PC0~PC3接LED显示器的位选码用以完成位选，PC4-PC7接开关，以完成初值接收。初始化8255后。利用汇编语言编写访问控制程序，控制绿灯的显示倒记时间，它与红灯的显示时间是相同的，编写控制程序控制黄灯的闪烁时间，当绿灯的显示时间结束后切换到黄灯，再切换到红灯，如此循环下去。

（二）、选择芯片8255A

1）、8255A在本实验中的作用：

通过8255A的三个I/O端口A口、B口、C口与红、绿、黄二极管连接起来控制交通灯的规律性变化。

2）、8255Ａ的功能分析：

PA、PB、PC三口均工作在方式０状态。：PB0~PB1接红灯，PB2~PB3接黄灯，PB4~PB5接绿灯；PA0~PA7作为段选码；PC0~PC3作为位选码。我们采用的是将PC口分成两部分使用，PC0-PC3作为位选码，PC4-PC7作为输入口，接收开关输入的初值信息。将在用8255Ａ前首先要对它进行初始化，设置它的方式选择控制字。

3）、8255Ａ工作方式０说明:

方式0的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。其功能为：

（1）两个8位通道：通道A、B。两个四位通道：通道C高4位和低四位；

（2）任何一个通道可以作输入/输出；（3）输出是锁存的；

（4）输入是不锁存的；

（5）在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。

方式0的使用场合：同步传送是在外设控制过程的各种动作时间为固定，且已知的条件下使用的。因此，传送中不要应答信号。输入时，执行程序只要给出IN指令；而输出时，也只给出OUT指令，就能实现数据的输入或输出。优点是程序简单，接口的硬件开销小。

查询式传输时，要先查询一个外设的状态，当该状态表示外设已准备好时，方能开始查询传输，否则CPU将继续查询。但在方式0，没有规定固定的应答信号，所以，这时将通道A、B作为数据通道，把通道C的4个位（高4位或低4位）规定为输出口，用来输出一些控制信号，而把通道C的另外4个位规定为输入口，用来输入外设的状态。这样利用通道C来配合通道A和B的输入/输出操作。

4）、8255Ａ方式选择控制字说明：

控制字格式如图1-2：

图1-2：8255A芯片的控制字格式

参数说明：Ｄ

7＝１工作方式控制标志。Ｄ

6

Ｄ

5

组合设定Ａ口工作方式：００～方

式０、０１～方式１、１０／１１～方式２。Ｄ

4设定Ａ口的输入／输出，Ｄ

4

＝

１输入Ｄ

4＝０输出。Ｄ

3

Ｃ口高位输入／输出选择，Ｄ

3

＝１输入Ｄ

3

＝０输出。Ｄ

2Ｂ口工作方式选择，Ｄ

2

＝１方式１；Ｄ

2

＝０方式０。Ｄ

1

Ｂ口输入／输出选择Ｄ

1＝１输入Ｄ

1

＝０输出。Ｄ

设定Ｃ口低位输入／输出Ｄ

＝１输入Ｄ

＝０输出。

5）、8255Ａ技术参数：

主要参数说明：8255A工作最大电流为120MA,VCC=-5V~+5V，I（DAR）工作电流最大为4MA。8255的输出电压不高，连接到LED时，最好加入一个驱动器起到电流放大的作用,其具体参数值说明如表3-1。

表1-3：8255A技术参数说明

8255A技术参数测试条件

规范值

单位大小

输入低电平电压ＶIL０.８－０.５Ｖ输入高电平电压ＶIHＶCC２.０Ｖ输出低电平电压ＶOL（数据端口）ＩOL＝２.５ＭＡ０.４５Ｖ输出低电平电压ＶOL（外围端口）ＩOL＝１.７ＭＡ０.４５Ｖ输出高电平电压ＶOH（数据端口）ＩOR＝－４００ＭＡ２.４Ｖ输出高电平电压ＶOH（外围端口）ＩOH＝－２００ＭＡ２.４Ｖ