基于8086的信号灯的设计与实现

课程设计报告书

学院: 信息科学与工程学院

专业班级: 自动化0806

课程: 微机原理

姓名：徐曙

学号：200804134179

指导教师: 杨岚

● 1. 设计题目

应用软件定时方式控制信号灯的设计与实现

● 2. 设计目的

巩固“微机原理”课程学过的知识，加强理论与实践的联系。通过本课程设计，使学生初步了解微机系统的硬件设备，学会8086系列编程指令的基本功能。

● 3. 设计思路

3.1硬件接口器件的选择

以8086作为CPU,且工作在最小组态下, 74HC373用于锁存8086的地址而将其地址送出，74HC138进行端口地址的译码，8255做输入定时时间的开关和显示倒计时时间的输入输出接口芯片, 8253作为1秒钟的定时器, 8259用作中断控制器。

3.2定时的启动

由8255的PA端口通过逻辑开关输入定时时间,PB口和PC的一些普通端口作为倒计时的输出显示。定时的启动可有由一个开关以中断的方式进行启动，即位中断1，开关闭合的同时，产生一中断由8259送至CPU,执行中断程序，同时8253重新开始计数，触发24V的信号开关闭合将电压加在继电器上，使继电器的常开接点闭合从而信号灯亮。

3.3倒计时的显示

显示可以在8只发光二极管（BCD码）上显示，但不是很直观，在这里采用2个数码管更直观地显示时间，首先将其显示的初值定为60秒，定时启动后，对于8253定时计数器，1秒钟定时时间到即产生中断2，发送中断类型码到8086中，8086根据中断类型码从存储器中找到中断向量，读取中断向量程序，判断数码显示管中的数值是否为0，若为0，数码显示管置初值，且信号灯灭，继电器接点打开；否则，数码显示管当前值减一，信号灯状态不变。，如此反复，实现了设计要求。

3.4继电器的选择与电气隔离的实现

继电器就是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，这里用一个开关接点的即可。

对于电磁继电器，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，

电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

图1 继电器

电气隔离可以用电磁隔离和光耦合隔离，由于继电器的电压不高，这里采用光耦合隔离即可。所谓光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。

4. 系统部分主要硬件设计及原理

4.1各芯片间的关系及原理

图2 整体框图

8255,8253和8259的数据端口及读写信号都要和总线相连,8255和8253的

A0，A1两个端口可以接在AD0，AD1经过地址锁存器出来的Q0，Q1两个端口上面, 8259的A0也可以和138译码器出来的信号相与再接到片选信号上. 地址通

G2（低过138译码器进行译码。译码器有3个控制端，分别为G（高电平有效），A G2（低电平有效），当G=1，GA和GB全为0时，译码器处于工作电平有效），B

状态。A15接在G上,A12-A14分别接到A，B，C三个端口中，Y6与8259的CS（低

电平有效）相连，Y2与8253的CS（低电平有效）相连，Y0与8255的CS相连。

所以可以得出根据8255的端口号：8000H，8001H，8002H，8003H.8259的端口地址：E000H，E001H。8253的端口号：A000H，A001H，A002H，A003H。

8255并行通信接口的3种工作方式：

工作方式 0 ：这是 8255A 中各端口的基本输入输出方式。它只完成简单的并行输入输出操作， CPU 可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式 0 ，则可由工作方式控制字定义 16 种工作方式的组合。

工作方式 1 ：被称作选通输入 / 输出方式。在这种工作方式下，数据输入 / 输出操作要在选通信号控制下完成。如果PA,PB一个工作在方式1，一个工作在方式0，则C端口只有5个端口可以作为普通的输入输出端口

工作方式 2 ：被称作带选通的双向传送方式。 8255A 中只允许端口 A 处于工作方式 2 ，可用来在两台处理机之间实现双向并行通信。其有关的控制信号由端口 C 提供，并可向 CPU 发出中断请求信号。

8253的工作原理：8253是可编程的计数器/定时器,其内部有三个独立的16位计数器/定时器通道,每个计数器通道均可按6种不同的方式工作, 8254有六种工作方式：方式0：计数结束中断，方式1：可编程频率发生器，方式2：频率发生器，方式3：方波频率发生器，方式4：软件触发的选通信号，方式5：硬件触发的选通信号。并且都可以按二进制或十进制计数。其CLK0～CLK2是计数器0～2的时钟脉冲输入端, 计数器对该引脚输入的脉冲进行计数。它的输入脉冲可以是任何脉冲提供的。GATE0～GATE2是门控脉冲输入端, OUT0～OUT2是输出端，当计数到0时，该引脚输出低电平。在不同的工作方式下，输出不同形式的信号。

8259的工作原理，中断请求寄存器IRR:8位，用以分别保存8个中断请求信号，在此采用电平触发中断。当响应的中断请求输入脚有中断请求时，该寄存