交通灯控制系统的设计

《微型计算机技术》

课程设计报告

题目交通灯控制系统的设计作者xx

班级xx

学号xx

指导教师xx

2005 年6月20日

《微型计算机技术》

课程设计报告

题目交通灯控制系统的设计作者xx

班级xx

学号xx

指导教师xx

2005 年6月20日

目录

第一部分：

微机硬件结构组成及原理知识---------------------------------------------------- 2第二部分：

微型计算机应用的系统设计------------------------------------------------------- 5

一、要求-------------------------------------------------------------------------------- 5

二、目的--------------------------------------------------------------------- 5

三、内容设计与步骤------------------------------------------------------ 5

四、设计结果与分析------------------------------------------------------ 10

五、设计体会--------------------------------------------------------------- 10

六、感谢--------------------------------------------------------------------- 10

第一部分

微机硬件结构组成及原理知识

一、处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系：

微处理器是指由一片大规模集成电路组成的中央处理器。

微型计算机是指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。

微型计算机系统是指由微型计算机配有相应的外围设备（如打印机、显示器、磁盘机、磁带机等）及其它专用电路、面板、电源、机架以及足够的软件而构成的系统。

三者之间的关系如下：运算器

微处理器控制器

寄存器组

微型计算机内存储器

输入/输出接口

微型计算机系统输入/输出设备及外存储器

系统软件

应用软件

电源、面板和机架等

二、8086到PentiumIII的发展历程中微处理器发展的特点：

1、8086微处理器包括两个独立功能部件：总线接口部件（BIU）、执行部件（EX）。

2、80286微处理器包括四个功能部件：地址部件（AU）、指令部件（IU）、执行部件（EU）、总线部件（BU）。

3、80386微处理器包括六大部件：总线接口部件（BIU）、指令预取部件（IPU）、

指令预译码部件（IDU）、执行部件（EU）、分段部件（SU）、分页部件（PU）。

4、80486 微处理器采用了CASH 技术，包括八大部件：总线接口部件（BIU

）、指令预取部件（IPU）、指令预译码部件（IDU）、执行部件（EU）、控制部件（CU）、存储管理部件（MMU）、超高速缓冲存储器（CASH）、高性能浮点处理部件（FPU）。

5、Pentium增加了超标量流水线、独立的指令和数据CASH 、重新设计了浮点部件、分支预测技术。

6、PII的特点是增加了三维图象和多媒体方面的可视化。

7、PIII增加了如指掌0条浮点多媒体指令和8个128位单精度寄存器，适用于移动PC。

三、CPU与存储器的接口技术及三种译码方式的优点：

1、CPU的带负载能力

通常CPU的总线负载能力为一个TTL器件或20个MOS器件,当总线上挂接的器件超过上述规定时,应考虑总线的驱动能力问题。

2、CPU时序与存储器芯片存取速度的配合问题

CPU在存储器读写周期中读写时间要大于所选择的存储器芯片规定的时间,需要设计一个插入等待TW周期电路,使之CPU时序能与存储器存取速度相匹配。

3、地址线的连接

存储器的容量与地址线的条数有关,由于片存储器芯片的容量是有限的,因此,需要组成一个大容量的存储模块,通常需要几片或几十片存储芯片三种译码方式:

①全译码:输出有效状态对应唯一的高位地址. 特点:无地址重叠,接线多；

②部分译码:输出有高位地址没有参加译码. 特点:有地址重叠；

③线选译码:输出有更多高位地址没有参加译码.特点:地址重叠最严重。

四、CPU通过三总线（地址总线、数据总线、控制总线）与外设进行的三种信

息（数据信息、状态信息、控制信息）的交换：

数据信息、状态信息、控制信息通常以数据形式通过CPU的数据总线(微机总线)同CPU进行传送的,这些信息分别存放在外设接口的不同类型的寄存器(端

口)中.CPU同外设之间的信息传送实质上是对数据口,状态口,控制口进行读,写操作。

五、I/O接口电路的电路单元组成：

I/O接口电路应具有以下电路单元：输入/输出数据锁存器和缓冲器，控制命令和状态寄存器，地址译码器，读写控制逻辑，中断控制逻辑。

六、8255A工作于方式0与方式1的区别：

方式0：基本的输入/输出方式，三个端口都可以由程序规定为输入/输出方式，但不能既为输入有为输出，也没有固定的联络信号；各端口在输出方式下有锁存功能，输入不能。

方式1：选通输入/输出方式，A,B口作为输入或输出口都有锁存功能。七、8255A在工作方式1输入时的过程：

(A口)当外设准备好数据,在送出数据的同时,送出一个选通信号STB.8255A 的A口数据锁存器在STB下降沿将数据锁存.8255A向外设送出高电平的IBF,表示锁存数据已完成,暂时不要再送数据.如果INTE==1,这时就会使INTR变成高电平输出,向CPU发出中断请求,而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零.外设在检测到IBF为零后,可以开始输入下一个字节。

八、8255A在工作方式1输出时的过程：

当OBF低电平有效时,CPU已将数据输出到制定的端口,ACK低电平有效时,外设接受数据,INTR端口向CPU发出中断请求,请求CPU再输出后面的数据。