1、目錄摘要.(3)第一章問(wèn)題概述.(4)1.1設(shè)計(jì)問(wèn)題.(4)1.2設(shè)計(jì)目的.(4)1.3設(shè)備、設(shè)備和設(shè)備.(4)1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容.(4)1.5設(shè)計(jì)階段.(4)1.6沉思問(wèn)題.(4)第二章交通燈設(shè)計(jì)方案.(4)2.1方案設(shè)計(jì).(5)2.2狀態(tài)分析.(5)第三章交通燈控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).(7)3.1擴(kuò)展并行I/O端口8255.(7)3.2 8255A芯片的工作原理0.(8)3.3電路插頭.(8)3.4編程.(8)3.5測(cè)試程序執(zhí)行.(10)3.6分析結(jié)果和運(yùn)行問(wèn)題解答.(11)第四章課程設(shè)計(jì)摘要.(12)摘要信息隨著社會(huì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素。人口和汽車越來(lái)越多，城

2、市交通也越來(lái)越擁擠，人們的安全問(wèn)題當(dāng)然也變得越來(lái)越重要。因此，紅色、綠色信號(hào)燈成為交通管理部門管理的重要工具之一。有信號(hào)燈的話，人們的安全旅行也很有保障。信號(hào)燈誕生后，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)不斷改進(jìn)，使信號(hào)燈看起來(lái)更加智能的設(shè)計(jì)方式也開(kāi)始多樣化。特別是近年來(lái)電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展極大地改善了電子電路分析和設(shè)計(jì)方法電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化也成為為交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供特定技術(shù)基礎(chǔ)的現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段本課程設(shè)計(jì)為使用可編程并行接口芯片8255A作為擴(kuò)展輸出端口，通過(guò)12個(gè)led模擬交通燈的斷電管理，詳細(xì)說(shuō)明了其工作原理、基本功能框圖、主要設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件工作流程，分析了選擇芯片的特性，最后通

3、過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)要求的功能。關(guān)鍵字：信號(hào)燈，8255A第一章問(wèn)題概述1.1，設(shè)計(jì)主題8255A應(yīng)用程序交通燈控制1.2，設(shè)計(jì)目的確定8255A方法0的使用和編程方法 PC機(jī)和支持接口電路實(shí)驗(yàn)裝置 IC芯片：8255A應(yīng)用程序1.3，設(shè)備、設(shè)備和設(shè)備 PC機(jī)和支持接口電路實(shí)驗(yàn)裝置 IC芯片：8255A1.4，設(shè)計(jì)內(nèi)容使用8255A設(shè)計(jì)交通燈控制接口方案插入電路編寫控制程序1.5，設(shè)計(jì)階段(1)程序設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制考慮了一般交叉口，分為東西南北兩個(gè)組，每個(gè)組可以進(jìn)行紅色、黃色、綠色三種交通管理，因此該方案的要旨是控制6個(gè)紅綠燈。因?yàn)闊艄饪丶荒軉⒂煤徒脙煞N狀態(tài)，所以可以通過(guò)打開(kāi)實(shí)現(xiàn)控制。交

4、換機(jī)輸出可以使用8255A的端口，因?yàn)榻粨Q機(jī)量為6位，所以使用8位端口，由于光源控制不需要聯(lián)系信號(hào)，所以輸出為0。(2)電路插頭本實(shí)驗(yàn)使用設(shè)備提供的8255A芯片和邏輯級(jí)顯示器進(jìn)行。(3)編程和操作1.6，考試問(wèn)題：(1)代碼在實(shí)驗(yàn)中起什么作用？(2)代碼應(yīng)根據(jù)哪些因素決定？第二章交通燈設(shè)計(jì)2.1，程序設(shè)計(jì)考慮到一般交叉口，假設(shè)是東西南北方向，在四個(gè)方向分別控制紅、黃、綠三個(gè)紅綠燈，如圖1所示，總共需要12個(gè)紅綠燈?？紤]到東西方方向的一致，即東、西方向的相應(yīng)信號(hào)燈信號(hào)相同，因此，分別用一盞燈簡(jiǎn)化、南、北方向的情況也是如此。因此，交通信號(hào)燈控制分為東西南北兩個(gè)組，每個(gè)組可以進(jìn)行紅色、黃色、綠色三

5、種交通管理，因此該方案的要旨是控制6個(gè)紅綠燈。因?yàn)闊艄饪丶荒軉⒂煤徒脙煞N狀態(tài)，所以可以通過(guò)打開(kāi)實(shí)現(xiàn)控制。交換機(jī)輸出可以使用8255A的端口，因?yàn)榻粨Q機(jī)量為6位，所以使用8位端口，由于光源控制不需要聯(lián)系信號(hào)，所以輸出為0。圖1交叉路口的紅綠燈設(shè)計(jì)的交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)主要完成對(duì)交叉口東、西、南、北四方向紅、黃、綠等的時(shí)間控制，如下所示。綠色閃爍25秒，黃色閃爍5秒紅色30秒東西方向東西方向紅色30秒綠色25秒，黃色5秒閃爍南北方向南北方向2.2狀態(tài)分析首先確定8255A端口和信號(hào)燈連接方式。假定端口a，連接如下：東西方向：紅燈為PA0，黃燈為PA1，綠燈為PA2；南北方向：紅燈為PA4，黃燈為

6、PA5，綠燈為PA6。六個(gè)信號(hào)燈列出了所有可能的狀態(tài)(假定發(fā)光狀態(tài)為高水平有效)。狀態(tài)Pa7Pa6法奧w4w3Pa2波1波0Pa狀態(tài)說(shuō)明00000000000關(guān)燈10001010014南北：紅色的東西：綠色20001001012南北：紅色的東西：黃色30001000010南北：紅色的東西：關(guān)閉40100000141南北：綠色的東西：紅色50010000121南北：黃色的東西：紅色60000000101南北：東西關(guān)閉：紅色管制方案為了東西南北方向的交叉點(diǎn)，初始狀態(tài)0在4個(gè)路口所有的燈火都在熄滅。然后狀態(tài)1東西綠色開(kāi)通，南北紅光。一段時(shí)間內(nèi)兌換狀態(tài)2銅綠燈關(guān)閉，黃燈閃爍幾次，南北仍然呈現(xiàn)紅光。熄滅

7、3美元也是南北紅燈。4南北綠燈亮?xí)r汽車出發(fā)，東西紅燈亮?xí)r禁止通行。5南，北黃燈閃爍幾次，東西還是紅燈。兌換延期6南北火熄滅，東西仍然是紅燈。從最后周期到狀態(tài)1。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的流程如圖2所示。圖2狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖初始狀態(tài)為0時(shí)，所有紅綠燈關(guān)閉的狀態(tài)，狀態(tài)1和狀態(tài)4各循環(huán)30秒，其他狀態(tài)0.5秒，狀態(tài)2和3，狀態(tài)5和6各循環(huán)5次。整個(gè)控制過(guò)程，按照上述過(guò)程，依次將相應(yīng)的控制代碼輸出到端口a，6個(gè)信號(hào)燈可以根據(jù)需要進(jìn)行交通管理。第三章交通燈控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3.1擴(kuò)展并行I/O端口82558255a芯片是采用NMOS工藝制造的40針雙列直插式封裝構(gòu)建的大型集成電路，使用單個(gè)5V電源。40個(gè)針腳中有24個(gè)是與周

8、邊設(shè)備的介面。圖3 8255a芯片針腳圖1.數(shù)據(jù)總線緩沖區(qū)8255的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線時(shí)緩沖的8位寬的三態(tài)雙向緩沖區(qū)。緩沖區(qū)向數(shù)據(jù)總線發(fā)送數(shù)據(jù)或從數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)是在CPU命令控制下執(zhí)行的。2.讀寫邏輯控制此部件用于管理所有數(shù)據(jù)、控制詞或狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸。他從CPU接收各種控制信號(hào)，并基于這些信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的傳輸方向。連接到CPU的插腳數(shù)為：1) CS:芯片選擇信號(hào)。地址解碼器中的低級(jí)別有效。2) RD:芯片讀數(shù)信號(hào)。系統(tǒng)總線上的低級(jí)別有效。3) WR:芯片寫入信號(hào)。系統(tǒng)總線上的低級(jí)別有效。4)重置信號(hào)。如果是高級(jí)別，請(qǐng)清除所有內(nèi)部寄存器的內(nèi)容，并將3個(gè)數(shù)據(jù)端口PA、P

9、B和PC設(shè)置為輸入方式。5) A1、A0:端口地址選擇信號(hào)。用于8255A選擇的3個(gè)數(shù)據(jù)端口和1個(gè)控制端口。如果A1A0為00、01和10，請(qǐng)分別在數(shù)據(jù)端口PA、PB、PC和A1A0為11時(shí)選擇控制端口。6) Vcc、GND:電源和接地。3.端口PA、PB和PC8255A有三個(gè)連接到外圍設(shè)備的端口PA、PB和PC。端口可以獨(dú)立操作，并由程序控制位以多種操作方式設(shè)置。端口a、b通常用作單獨(dú)的輸入或輸出端口，每個(gè)端口包含四個(gè)小存儲(chǔ)器，用作與外圍設(shè)備的聯(lián)系信號(hào)。3.2 8255A芯片工作原理0方法0基本輸入/輸出：不需要任何聯(lián)系(游戲、握手)信號(hào)。此端口在單片機(jī)和外圍設(shè)備之間建立直接數(shù)據(jù)通信，端口a

10、、b和c可以用作輸入或輸出端口。應(yīng)用程序：1)無(wú)條件數(shù)據(jù)傳輸：默認(rèn)為傳輸數(shù)據(jù)的雙方均已準(zhǔn)備就緒。2)以查詢方式傳輸數(shù)據(jù)：程序可以將c端口的某些位定義為a端口，將b端口完成查詢的數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)系信號(hào)線。3.3電路插頭這個(gè)過(guò)程是利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供的8255A芯片和邏輯級(jí)顯示器設(shè)計(jì)的。連接8255A的數(shù)據(jù)線、地址線、控制線，只需連接8255A的端口a和6個(gè)邏輯級(jí)顯示器發(fā)光二極管之間的連接。指示燈有兩種顏色，每個(gè)管道都有紅、綠端子，必須正確選擇。對(duì)于黃燈，如果同時(shí)連接紅色和綠色端子，則可以發(fā)出黃色光。電路圖如圖4所示。圖5 8255a交通控制燈電路3.4編程首先，構(gòu)建用于在整個(gè)過(guò)程中控制燈光的代碼表。14

11、、12、10、12、10、12、10、12、10、41、21、01、21、01、01、21、01、21、21以上內(nèi)容為十六進(jìn)制，假設(shè)黃色指示燈閃爍5次。程序從代碼表中將控制代碼導(dǎo)出到端口a，導(dǎo)出“14H”和“41H”，然后延遲30秒，導(dǎo)出另一個(gè)代碼單詞后延遲0.5秒，循環(huán)整個(gè)過(guò)程。假設(shè)8255A的端口地址為304307H?？刂屏鞒虉D如圖6所示。圖6交通燈控制流程圖控制程序代碼如下：數(shù)據(jù)段TIME1 EQU 10TIME2 EQU 80Out _ code db 14h，5 dup (12h，10h)，41h，5 dup (21h，01h)，0數(shù)據(jù)端點(diǎn)代碼段ASSUME CS:CODE，DS:D

12、ATASTART:MOV AX、DATAMOV DS，AXMOV DX，307HMOV AL，80H傳輸方法字符OUT DX，ALMOV DX，304HLOOP0:LEA SI，OUT_CODELOOP1:MOV AL，SIAND AL，ALJZ LOOP0OUT DX，ALInc市MOV CX，TIME1測(cè)試蛋，44h代碼字符為14H或41HJZ DELAY1菌肥MOV CX，TIME2DELAY1:PUSH CXpush axMOV CX，0040HA1:MOV AX，056CHA 23360 decaxJNZ A2LOOP A1流行ax流行CXLOOP DELAY1MOV AH，0BH檢

13、測(cè)鍵盤輸入是否存在INT 21HAND AL，ALJZ LOOP1XOR AL，AL；關(guān)燈出去OUT DX，ALMovh，4phINT 21H代碼endsEND START3.5測(cè)試程序執(zhí)行開(kāi)始時(shí)所有光源都關(guān)閉，在debug環(huán)境下運(yùn)行程序時(shí)，只打開(kāi)L2(事物，綠色)，L4(南北，紅色)，過(guò)一段時(shí)間后只打開(kāi)L1(事物，黃色)，L4(南北，紅色)，下次再打開(kāi)L4(南北，紅色)循環(huán)進(jìn)程如圖7所示。圖7運(yùn)行結(jié)果循環(huán)方框圖3.6分析執(zhí)行結(jié)果并回答問(wèn)題1.控制代碼在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？按照上述接線臺(tái)連接電路后運(yùn)行程序，可以看到按照設(shè)計(jì)變更紅綠燈，在十字路口模擬紅綠燈的信號(hào)標(biāo)志，完成交通指示工作，表明設(shè)計(jì)合理?？?/p>