搜索
一、设计题目：十字路口交通灯控制器二、设计要求：通过对红绿黄LED发光二极管的控制,熟练掌握8255A可编程并行接口的编程方法。编写程序控制8255A可编程并行接口芯片，使实验台上的红、绿、黄发光二极管按照十字路口交通信号灯的燃灭规律发光。三、硬件方案：（一）设计原理：通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭。A口控制红灯，B口控制黄灯，C口控制绿灯。输出为0则亮，输出为1则灭。用8253定时来控制变换时间。设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟30秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车。延迟30秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。要求使用可编程并行接口8255，8088CPU，双色灯，PC机等实现。（二）．部分所使用的芯片极其原理：（1）8255的基本功能：Intel公司生产的可编程并行接口芯片8255A已广泛应用于实际工程中，例如8255A与A/D、D/A配合构成数据采集系统，通过8255A连接的两个或多个系统构成相互之间的通信，系统与外设之间通过8255A交换信息，等等，所有这些系统都将8255A用作为并行接口。8255A为一可编程的通用接口芯片。它有三个数据端口A、B、C，每个端口为8位，并均可设成输入和输出方式，但各个端口仍有差异：端口A（PA0~PA7）：8位数据输出锁存/缓冲器，8位数据输入锁存器；端口B（PB0~PB7）：8位数据I/O锁存/缓冲器，8位数据输入缓冲器；端口C（PC0~PC7）：8位输出锁存/缓冲器，8位输入缓冲器（输入时没有锁存）；在模式控制下这个端口又可以分成两个4位的端口，它们可单独用作为输出控制和状态输入。端口A、B、C又可组成两组端口（12位）：A组和B组，参见图A.2。在每组中，端口A和端口B用作为数据端口，端口C用作为控制和状态联络线。在8255A中，除了这三个端口外，还有一个控制寄存器，用于控制8255A的工作方式。因此8255A共有4个端口寄存器，分别用A0和A1指定：A1=0，A0=0，表示访问端口A；A1=0，A0=1，表示访问端口B；A1=1，A0=0，表示访问端口C；A1=1，A0=1，表示访问控制寄存器；在本实验中使用的工作方式为方式0----基本输入输出：将端口信号线分成4组，分别由方式控制字的D3、D2、D1、D0控制其传送方向，当某位为1时，相应的端口数据线设置成输入方式；当某位为0时，相应的端口数据线设置成输出方式。例如，当方式控制字设置成10001010B时，端口A与端口C的低4位数据线设置成输出方式，端口B与端口C的高4位数据线设置成输入方式。特别注意，当将C口的低4位设置成同一传送方向时，则端口C可用作为独立的端口，因此，8255A提供了3个独立的8为端口。（2）8253的基本功能：含有3个独立的16位计数器，能够进行3个16位的独立计数。每一个计数器具有六种工作方式；能进行二进制／十进制计数(减法计数)；计数频率为0～2MHz；可作计数器或定时器。其内部结构如图：8253支持二进制计数或十进制计数。二进制计数很容易理解，每来一个计数脉冲计数器的值减l。所谓十进制计数，是指BCD码计数，每个计数器可表示4位十进制数的BCD码，每来一个计数脉冲时，按照十进制数减1规律进行计数。例如，当前的计数值为10000lOl00000000(8500)，来一个计数脉冲后，变为1000010010011001(8499)。8253的引脚信号与内部结构：8253为24脚，双列直插封装。和8255A一样，其内部有一个三态数据缓冲器，以保证未选中时内部数据线和系统数据总线是“脱开”的。三个计数器在使用时是独立的。每一个计数器对外有三个引脚：CLK为计数脉冲输入，GATE为门控信号(允许／禁止计数)，OUT为输出信号。每一个计数器占用一个I／O端口地址，加上控制字口，一片8253共占用4个I／O端口地址。和8255A一样，8253也设置了两个用于端口寻址的引脚A1和A0。这两个信号与片选信号、CPu读／写信号相配合，实现对8253内部端口的操作。（3）8279的基本功能：8279是一种可编程的键盘、显示器接口芯片。8279芯片内部有专门用于存储显示数据的RAM区，共有16个字节，地址排列从00H到0FH。8279芯片的扫描线有译码扫描和编码扫描2种工作方式。当采用译码扫描方式时，8279只能送出显示RAM中前4个字节的内容，因而最多只能扫描4个LED数码管。当采用编码扫描方式时，扫描输出线SL3～SLO经过“4～16”译码后，可以选择16个LED数码管，这16个LED数码管显示的字符分别对应8279显示RAM区的00H～0FH中的内容。将8279的命令字设置成：读或写以后地址自动加1，左端输入。当SL3～SL0为0000时，显示数据输出线上输出为显示RAM区中的第1位(00H中的内容)。当SL3～SL0为0001时，显示数据输出为显示RAM区中的第2位(01H中的内容)。依次类推，当SL3～SL0为1111时，显示数据输出为显示RAM区中的第16位(0FH中的内容)。因而，8279送出的显示数据，与CPU写入8279内部16个字节显示RAM区的数值，存在着一一对应的关系。8279的显示方式又可分为左端入口和右端入口方式。显示数据只要写入显示RAM，则可由显示器显示出来，因此显示数据写入显示RAM的顺序，决定了显示的次序。左端入口方式即显示位置从显示器最左端1位（最高位）开始，以后显示的字符逐个向右顺序排列；右端入口方式即显示位置从显示器最右端1位（最低位）开始，已显示的字符逐个向左移位。但无论左右入口，后输入的总是显示在最右边。（4）8088的基本功能：8088CPU的一个基本总线周期由4个时钟周期（T1，T2，T3，T4）组成，时钟周期也称为时钟状态，即T1状态、T2状态、T3状态和T4状态。每一个时钟周期（时钟状态）内完成一些基本操作。例如：在T1状态，CPU往数据/地址多路复用总线上发出访问存储器或I/O端口的地址信息。在T2状态，CPU从总线上撤销地址，若为读周期发出“RD”控制信号，使数据/地址多路复用总线的低8位处于高阻抗状态，以便CPU有足够的时间从输出地址方式转变为输入数据方式，接着在T3～T4期间，CPU从总线上接收数据。若为写周期发出“WR”控制信号，由于输出数据和输出地址都是写总线过程，因而不需要缓冲时间，CPU在T2～T4期间把数据放到总线上。在T3状态，数据/地址分时复用线的低8位上出现由CPU输出的数据或为CPU从存储器或I/O端口读入的数据。在T4状态，8088完成数据传送，是控制信号变为无效，结束总线周期。8088的地址和数据线：AD7～AD0：8位地址/数据总线，分时复用、双向、三态。A15～A8：地址线，三态输出。A19/S6～A16/S3：地址/状态线，分时复用、输出、三态。在总线周期的T1状态作地址线用，A19～A16输出高4位地址。在总线周期的T2T4状态作状态线用，S6～S3输出状态信息，其中：S6恒为0。S5指示中断允许标志IF的当前状态，S5＝1，表示当前允许可屏蔽中断请求，S5=0，则禁止一切可屏蔽中断。S4和S3用以指示是哪一个段寄存器正在使用，其编码和使用的段寄存器如下：00为ES，01为SS，10为CS，11为DS。（三）．交通灯变化规律：本实验是模拟交通灯控制实验，是通过并行接口芯片8255和8088计算机的硬件连接，以及通过延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1南北绿灯通车,东西红灯。过一段时间转状态2，南北绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红灯，最后循环至状态1。本实验中模拟交通灯的发光二极管采用的是双色LED，双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加低电平时，黄灯亮，当两端都加高电平时，灯灭。（四）．模拟交通灯控制电路的原理图：控制电路的基本原理图：整个控制电路的原理图为：四、软件方案：根据原理绘出主程序流程图：使4个路口的红灯全亮置8255控制字，使各端口均为输出口，且均工作于方式0读取PB口数据保存在BL中置8255控制字使B口为输入口8255初始化程序开始延时一段时间点亮1、3路口绿灯延时1、3路口黄灯闪烁八次四个红灯全亮点亮2、4路口绿灯延时熄灭2、4路口绿灯熄灭1、3路口绿灯熄灭2、4路口绿灯2、4路口黄灯闪烁八次四个红灯全亮延时实验程序：DATASEGMENT；初始化程序LEDDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HD1EQU10HD2EQU200H；8255A端口AEBAEQU200H；8259端口地址EBEEQU203HCONTROLEQU20BH；8253端口地址COUNT0EQU208HCOUNT1EQU209HCOUNT2EQU20AHZ8279EQU222HD8279EQU220HLEDMODEQU00H;左边输入LEDFEQEQU38H;扫描频率DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DSATACODESEGMENTASSUMECS:CODECONTDB0CONT1DB0CONT2DB0BSDDB0BADDB0BDADB0TEMPDB0START：PUSHCSPOPDSMOVDX,203H;8255A、B、C口设置为全输出MOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,200HMOVAL,00OUTDX,AL;清LEDMOVDX,200H;全红MOVAL,0F0HOUTDX,ALMOVBX,7FHCALLDLYBG:MOVAL,01011010B;南北绿,东西红OUTDX,ALMOVBX,D2CALLDLYMOVCX,03HXH1:ANDAL,0F5H;绿灭OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYORAL,0AH;绿亮OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYLOOPXH1MOVAL,0A0H;南北黄OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVBX,D1CALLDLYMOVAL,10100101B;南北红,东西绿OUTDX,ALMOVBX,D2CALLDLYMOVCX,03XH2:ANDAL,0FAH;绿灭OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVAL,05H；绿亮时OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYLOOPXH2ORAL,50H；东西黄OUTDX,ALMOVBX,D1CALLDLYMOVBX,D1CALLDLYJMPBGDLYPROCNEARPUSHCXDDD:MOVCX,0FFFHCCC:LOOPCCCDECBXCMPBX,0JNEDDDPOPCXRETDLYENDPCODEENDSINT:STI;中断服务程序HLTJMPINTIR:START；数码管程序JMPCPCP:CMPDL,0JZST0CMPDL,1JZST1CMPDL,2JZST2CMPDL,3JZST3ST0:；东西红南北绿MOVAL,01011010BOUTD2,ALDECSIJNZXXC1DECDHMOVSI,100XXC1:DECCXCMPCX,0JNZZC0MOVCX,500ST1:DECDI；东西方向黄灯闪烁，南北绿灯CMPDI,0JNZHS1MOVAL,00001010B；东西灭，南北绿OUTD2