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學(xué)習(xí)工具目錄微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)01微處理器02指令系統(tǒng)（上）03指令系統(tǒng)（下）04匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)05存儲(chǔ)器06輸入輸出與中斷07可編程接口芯片08數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換09綜合實(shí)踐——交通燈控制系統(tǒng)10第十章綜合實(shí)踐——交通燈控制系統(tǒng)本章導(dǎo)讀十字路口的交通信號(hào)燈控制是保證交通安全和道路通暢的關(guān)鍵。目前，大多數(shù)交通信號(hào)燈都采用自動(dòng)切換的方式進(jìn)行控制，即按照“綠燈－黃燈－紅燈”的順序進(jìn)行循環(huán)切換，且轉(zhuǎn)換間隔是固定的。本章實(shí)踐項(xiàng)目將采用8255A和8253A等接口芯片，對(duì)南北和東西兩個(gè)方向的交通信號(hào)燈分別計(jì)時(shí)，并模擬交通燈進(jìn)行控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解交通燈控制系統(tǒng)的基本工作原理。掌握多個(gè)接口芯片的綜合應(yīng)用。掌握模擬交通燈控制的實(shí)現(xiàn)方法。掌握接口控制電路的硬件和軟件設(shè)計(jì)。培養(yǎng)工程意識(shí)，提升邏輯思維能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和項(xiàng)目管理能力。任務(wù)導(dǎo)航任務(wù)五

程序清單任務(wù)六設(shè)計(jì)總結(jié)任務(wù)一任務(wù)與要求任務(wù)二設(shè)計(jì)思想任務(wù)三電路設(shè)計(jì)與分析任務(wù)四程序流程圖任務(wù)與要求0110.1任務(wù)與要求南北方向和東西方向各有兩組交通信號(hào)燈，每組有紅黃綠3個(gè)燈。南北方向的同色燈連在一起，東西方向的同色燈連在一起。交通信號(hào)燈現(xiàn)場(chǎng)示意圖交通燈控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，對(duì)信號(hào)燈的控制要求如下：回到①重復(fù)進(jìn)行，不斷循環(huán)南北方向的紅燈和東西方向的綠燈同時(shí)亮20s南北方向的紅燈繼續(xù)亮，同時(shí)東西方向的黃燈亮5s南北方向的綠燈和東西方向的紅燈同時(shí)亮40s南北方向的黃燈亮5s，同時(shí)東西方向的紅燈繼續(xù)亮①②③④⑤10.1任務(wù)與要求根據(jù)控制要求，可得出整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序。交通燈控制時(shí)序圖設(shè)計(jì)思想0210.2設(shè)計(jì)思想在交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是要考慮這樣3個(gè)問(wèn)題的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)：設(shè)計(jì)思想讓我們來(lái)播放視頻了解一下設(shè)計(jì)思想吧。8位并行通信接口芯片8255A，可以與8位、16位和32位CPU相連接，構(gòu)成并行通信系統(tǒng)。8255A有3個(gè)并行端口A、B和C。可選用前面章節(jié)學(xué)過(guò)的8255A和8253A兩個(gè)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能如何控制兩組信號(hào)燈的亮/滅如何實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)值的顯示如何控制信號(hào)燈的時(shí)間延時(shí)①②③用作基本輸入輸出端口用作狀態(tài)或控制信息傳送端口作用：實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的定時(shí)或延時(shí)控制10.2設(shè)計(jì)思想芯片8255A可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制。用相應(yīng)的發(fā)光二極管來(lái)代替交通燈（紅、黃、綠各2個(gè)），用發(fā)光二極管的亮/滅顯示交通燈的工作情況。交通燈各狀態(tài)的控制數(shù)據(jù)交通燈狀

態(tài)南北紅南北黃南北綠東西紅東西黃東西綠狀態(tài)0（1s）010010狀態(tài)1（20s）100001狀態(tài)2（5s）100010狀態(tài)3（40s）001100狀態(tài)4（5s）0101001．信號(hào)燈的控制交通燈處于狀態(tài)0交通燈控制系統(tǒng)未啟動(dòng)交通燈由狀態(tài)1到狀態(tài)4進(jìn)行循環(huán)切換系統(tǒng)啟動(dòng)后同學(xué)們，你們覺(jué)得交通信號(hào)燈的控制是通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)的呢？是簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制，還是有更復(fù)雜的技術(shù)在里面？如果讓你設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，你會(huì)如何控制不同方向的紅綠燈切換呢？10.2設(shè)計(jì)思想芯片8255A可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)時(shí)器顯示的控制。用8255A輸出計(jì)時(shí)顯示的數(shù)值，通過(guò)LED顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器（74LS48）進(jìn)行譯碼，可在LED顯示器上顯示計(jì)時(shí)值。2．計(jì)時(shí)顯示芯片8253A用于實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的定時(shí)控制。8253A有3個(gè)計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器可獨(dú)立工作，可通過(guò)編程設(shè)置其工作方式。3．定時(shí)控制計(jì)數(shù)器的CLK和GATE端分別引入計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)和控制信號(hào)，OUT端用于輸出一個(gè)定時(shí)結(jié)束信號(hào)。課堂檢測(cè)在交通燈控制系統(tǒng)中，8255A芯片的端口A、B和C分別有什么作用？在交通燈控制系統(tǒng)中，8253A芯片的主要功能是什么？課堂小結(jié)設(shè)計(jì)思想信號(hào)燈的控制計(jì)時(shí)顯示定時(shí)控制電路設(shè)計(jì)與分析0310.3電路設(shè)計(jì)與分析CPUPC1PC08255ACP＋5V1kHz南北紅燈南北黃燈南北綠燈東西紅燈東西黃燈東西綠燈PB0PB1PB2PB3PB4PB5PA7PA6PA5PA4PA0PA3PA1PA2ag…ag…a…g74LS4874LS48a…g8253AGATE0CLK0OUT0S＋5V交通燈控制系統(tǒng)的電路圖開(kāi)關(guān)S作用于8255A的PC0

端，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)。當(dāng)S未閉合時(shí)，交通燈處于狀態(tài)0。10.3電路設(shè)計(jì)與分析8255A的端口B用于輸出控制信號(hào)燈亮/滅的數(shù)據(jù)。6個(gè)發(fā)光二極管分別與8255A端口B的PB0～PB5相接。交通燈各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的端口B的輸出碼狀態(tài)十六進(jìn)制二進(jìn)制狀態(tài)012H00010010B狀態(tài)121H00100001B狀態(tài)222H00100010B狀態(tài)30CH00001100B狀態(tài)414H00010100B10.3電路設(shè)計(jì)與分析8255A的端口A用于輸出計(jì)時(shí)顯示的數(shù)值。PA3～PA0

和PA7～PA4分別與2個(gè)74LS48相連，再分別連接到2個(gè)LED顯示器上。通過(guò)LED顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器將端口A輸出的2個(gè)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成七段數(shù)碼顯示的段碼值（a～g），再顯示兩位計(jì)時(shí)值。七段數(shù)碼顯示同學(xué)們，你們有沒(méi)有想過(guò)，電子設(shè)備上的數(shù)字顯示（比如電子鐘、計(jì)時(shí)器）是如何把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成我們能看到的數(shù)字形狀的呢？10.3電路設(shè)計(jì)與分析74LS48是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)器。74LS48的引腳圖七段碼表輸

入D

C

B

A輸

出abcdefg輸

入D

C

B

A輸

出abcdefg0000111111010001111111000101100001001111001100101101101101000011010011111100110110011001010001100111100010001101011011011110110010110110001111111100001111011111100001111000000010.3電路設(shè)計(jì)與分析利用8253A的計(jì)數(shù)器0，工作在方式0，CLK0接計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，GATE0

接＋5V，OUT0輸出定時(shí)結(jié)束時(shí)的高電平信號(hào)。設(shè)CLK0時(shí)鐘頻率為1kHz，計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間間隔為1s，因此，計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值為1000。對(duì)8253A進(jìn)行初始化編程時(shí)，先將通道控制命令字寫(xiě)入控制端口，再將計(jì)數(shù)初值寫(xiě)入相應(yīng)的計(jì)數(shù)通道。系統(tǒng)為各接口芯片分配端口地址：8255A的端口地址為40H～43H，8253A的端口地址為80H～83H。程序流程圖0410.4程序流程圖調(diào)用延時(shí)1s子程序8255A初始化PC0＝1？B口輸出控制數(shù)據(jù)00100001AL＝20HB口輸出控制數(shù)據(jù)00100010AL＝05HB口輸出控制數(shù)據(jù)00001100AL＝40HB口輸出控制數(shù)據(jù)00010100AL＝05HYB口輸出控制數(shù)據(jù)00010010有鍵按下？結(jié)束調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序開(kāi)始NNY主程序流程10.4程序流程圖NAX出棧返回AL＝0？AX入棧（AL）輸出到A口調(diào)用延時(shí)1s子程序AL－1→ALYAX入棧8253A初始化計(jì)數(shù)初值送入計(jì)數(shù)器0讀PC1PC1＝1？AX出棧返回YN（a）計(jì)時(shí)顯示子程序

（b）延時(shí)1s子程序子程序流程程序清單0510.5程序清單SSEGSEGMENTDB200DUP(0)SSEGENDSCSEGSEGMENTASSUMECS:CSEG,SS:SSEGSTART:MOVAL,89H ;8255A初始化,A口、B口方式0輸出,C口輸入

OUT43H,AL ;將控制字寫(xiě)入控制端口

L:INAL,42H ;讀PC0,看開(kāi)關(guān)S是否閉合

CMPAL,01H ;檢測(cè)PC0＝1?JZL0MOVAL,12H ;開(kāi)關(guān)未閉合,交通燈處于狀態(tài)0OUT41H,AL ;B口輸出交通燈控制數(shù)據(jù)

CALLDELAY ;調(diào)用延時(shí)1s子程序10.5程序清單MOVAH,1 ;檢查是否有鍵按下

INT16HJEL ;沒(méi)有則循環(huán)

MOVAL,4CH ;有鍵按下,程序退出

INT21H L0:MOVAL,21H ;開(kāi)關(guān)閉合,交通燈處于狀態(tài)1OUT41H,AL ;B口輸出交通燈控制數(shù)據(jù)

MOVAL,20H ;延時(shí)20s,此處20H為BCD碼

CALLDISPLAY ;調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序,顯示20sMOVAL,22H ;交通燈處于狀態(tài)2OUT41H,ALMOVAL,05H ;延時(shí)20sCALLDISPLAY ;調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序,顯示5s10.5程序清單MOVAL,0CH ;交通燈處于狀態(tài)3OUT41H,ALMOVAL,40H ;延時(shí)40sCALLDISPLAY ;調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序,顯示40sMOVAL,14H ;交通燈處于狀態(tài)4OUT41H,ALMOVAL,05H ;延時(shí)5sCALLDISPLAY ;調(diào)用計(jì)時(shí)顯示子程序,顯示5sJMPLDISPLAYPROC ;計(jì)時(shí)顯示子程序

PUSHAXL1:OUT40H,AL ;A口輸出計(jì)時(shí)器顯示的數(shù)值

CALLDELAY ;調(diào)用延時(shí)1s子程序10.5程序清單DECALDDS ;將運(yùn)算結(jié)果調(diào)整為BCD碼

CMPAL,0JNZL1POPAXRETDISPLAYENDPDELAYPROC ;延時(shí)1s子程序

PUSHAXMOVAL,31H ;8253A初始化,通道0方式0,讀/寫(xiě)雙字節(jié),十進(jìn)

;制計(jì)數(shù)

OUT83H,AL ;將控制字寫(xiě)入控制寄存器

MOVAX,1000H ;送計(jì)數(shù)初值,先寫(xiě)低字節(jié)再寫(xiě)高字節(jié)10.5程序清單OUT80H,ALMOVAL,AHOUT80H,ALL2:INAL,42H ;讀計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)8255的PC1CM