交通信号灯模拟控制系统设计I
一、概述 成细 在STARES598PCI实验系统的基础丄，应用可编程并行接口8255、定-----------吋/计数器8253等I/O接口芯片，设计一个十字路口交通信号灯模拟控制系统。
二、 设计目的
通过设计一个十字路口交通灯系统掌握8255.8253等接口芯片的编程和应用方法,做到理论联系实际。
三、设计要求
要求绘制流程图、编写源程序，并在实验系统丄调试通过程序。
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1、十字路口交通信号灯设置
某十字路口交通信号灯系统在4个路口均装设红、绿2个灯，并装设数码管显示倒计吋。
南
图1交通信号灯设置
实验时用LED（发光二极管）代替十字路口的红绿灯（其分布口行定义）。
2、 交通信号灯亮灭规律
交通信号灯系统初始状态为所有红灯闪烁N1秒钟（不必在数码管显示）；之后东西向车行道绿灯亮，车辆放行N秒钟，此吋南北向车行道红灯亮，之后转为南北向车行道放行N秒钟，如此循环重复。要求数码管能够显示倒计时。
参数选择：
NIWlOs,闪烁次数为3-8次
各小组自行选择N、N1及闪烁次数方案。
3、 参考方案
采用8255、8253组成系统，采用8253产生定吋。如果加入紧急车辆通过功能或其他任何先进功能，可根据具体情况加创新分。
如果采用8255、8253、8259组成系统，则加创新分（用8259产生中断,其功能自学）。
1、方案说明...............................................7 1.1十字路口交通信号灯设置
1.2实验接口芯片选择
1.2.1 8255
1.2. 2 8253
2、硬件设计...............................................9 2.1硬件接线图2.2引脚连接详细说明
3、软件设计...............................................10 3.1程序流程图
3.2源程序清单
4、调试现象...............................................13
5、心得体会...............................................15
6、参考文献...............................................15
一.方案说明
1.1十字路口交通信号灯设置
某十字路口交通信号灯系统在4个路口均装设红、绿2个灯，每个路口均装设一个数码管显
示倒计时。
原理图屮的东西南北方向红绿灯分别对应于实验仪器丄的8个LED灯，分别代表如下:
东 | 西 | | 南 | 北 | ||||
绿灯 | 红灯 | 绿灯 | 红灯 | | 绿灯 | 红灯 | 绿灯 | 红灯 |
根据实验实验要求，在初始情况下，所有方向的红灯闪烁4秒；然后进入先让南北方向红灯亮(此时东西方向绿灯亮)，南北方向亮10S,并用数码管显示所有方向的倒计时。Z后南北方向绿
灯亮，如此循环往复下去。
1?2实验接口芯片选择
1.2.18255
主要功能：控制的是交通灯的亮灭以及数码管的显示。
(1)首先对8255的控制端口写入控制字，程序如下：
MOVAL,10000001B ；8255初始化
MOVDX,0F003H ；8255控制口地址
OUTDX,AL
AL=10000001B,实现的功能如下：
写入方式0控制字，A口、B口、C口高四位为输出，C口低4位为输入。
A口控制的是交通灯的亮灭，B口用来显示数码管丄的数字，C口用来控制数码管。
⑵以下程序为A口地址：0F000H来实现交通灯红绿灯的转换。0表示灯亮，1表示灯灭。
MOVDX,0F()0()H
MOVALJ0100101B ;南北红灯，东西绿灯
OUTDX,AL
CALLCOM
MOVDX,0F()0()H
MOVAL,010I1010B ;南北绿灯，东西红灯
OUTDX,AL (3)以下程序为B口地址：0F00IH,用来显示数码管的数字。
Al: | MOV DX,0F001H | ;数码管每隔1秒依次显示9,&7....0 |
MOV AL,[SI] |
OUTDX,AL
CALLDELAY
CALLDELAY ;延时两个0.5秒，即1秒INCSI
LOOPAl
RET
COMENDP
⑷以下程序为C口地址：C端口的高4位用来控制数码管的位置，0为C口高4为有效。
MOVDX,0F002H ;C口控制数码管灭
MOVAL,0FH ;4个数码管
OUTDX,AL 1. 2. 2 8253
主要功能：产生2HZ的方波，使数码管每秒计数以及交通灯亮10S的要求。
(1)首先是将方式控制字写入8253的控制端口中，程序如下：
MOVAL,00110111B ;通道0读低高字节，方式3,BCD码
MOVDX,0E003H
OUTDX,AL
AL=00110111B,按照8253控制字的格式，通道0计数，计数器先读写低字节，再读写高字节，
工作方式为方式3,BCD码计数。血8253的控制口的端口地址为0E003H。当计数器通道用作定
时器时，8253的计数初值计算可由以下公式求得：计数初值二输入时钟脉冲的频率/输出吋钟
脉冲的频率
输入吋钟脉冲的频率=7812H乙
而输出吋钟脉冲的频率=2HZ
⑵计数初值是被送到通道0的地址。程序如下：
MOV DX,0E000H ;8253 初始化，产生 2HZ 方波,7812/2=3906
MOV AL,06H
OUT DX,AL
MOV AL,39H
OUT DX,AL
8253 OUTO输出产生2HZ的方波，而将OUTO与PC2连接，判断PC2在一?个周期内, 输出低电
平则执行A,输出高电平则执行B, 一次来实现交通灯与数码管的功能。
(3)延迟的程序如下：
DELAY PROC ;8253延时0.5秒钟
A: MOV DX,0F002H
B
IN AL,DX 则执行AND AL,04H | ;OUTO —个周期(0.5秒)输出高低电平，低电平执行A,否 ;0000 0l00B |
B: MOV DX,0F002H
IN AL,DX
AND AL,04H
JNZB
RET
DELAY ENDP
二.硬件设计:
2.1硬件接线图
2?2引脚连接详细说明
C5 区：CS、AO、A1 | | A3 区：CS2、AO、A1 |
C5 区：OUTO | | B4 区：PC2 |
C5 区：GATEO | | C1 区:VCC |
C5 区:CLKO | | B2 区：7812 |
B4 区：AO,A1 | | A3 区：AO,A1 |
B4 区：/CS | | A3 区：CS1 |
B4 区：PA 口 | | G6 区：JP65 |
B4 区：PB 口 | | G5 [x： JP42 |
B4 区：PC 口 | | G5区：JP41上半部 |
三、软件设计
3.1程序流程图
3.2源程序清单
DATA | SEGMENT | ;0-9数码显示 |
TAB | DB 6FH,7FH,07H,7DH,6DH,66H,4FH,5BH,06H,3FH | |
DW $-TAB | ||
XUN | ||
DATA | ENDS | |
STAR | SEGMENT STACK | |
DW 100 DUP(?) | ||
STAK | ENDS | |
CODE | SEGMENT |
ASSUMECS:CODE,SS:STAK,DS:DATA
START:
MOVAX,DMA MOV
DS,AXXOR AX,AX
MOVAL, 1000000IB ;8255初始化,AB口为方式0,输出;C口高四位输出，低四位输入
MOVDX.0F003H
OUTDX,AL
MOVAL,0011011IB;8253初始化，选择计数通道0,工作方式3,
高低字节,以BCD码计数
MOVDX,0E003H
OUTDX,AL
MOVDX,0E000H ;产生2HZ方波，输入频率/输出频率二计数
初值,8253/2=3906
MOVAL,06H；读计数初值低字节
OUTDX,AL
MOVAL,39H；读计数初值高字节OUTDX,AL
MOVCX,4 ;初始吋东西南北红灯闪四次，0表示灯亮,
1表示灯灭
L: | MOV DX,0F000H | ；A 口控制的是交通灯的亮灭 |
MOV AL,10101010 B | ;红灯全亮 |
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVDX,0F000H
MOVALJHlllllB；全灭
OUTDX,AL
CALLDELAY
LOOPL
SI: | MOV DX,0F002H | ；C 口控制数码管亮灭 |
；4个数码管 | ||
MOV AL,0FH |
OUTDX,AL
MOVDX,0F000H
MOVAL,01011010B;南北红灯，东西绿灯OUTDX,AL
CALLXS
MOVDX,0F000H
MOVALJOIOOIOIB
OUT DX,AL
CALL XS
JMPS1
MOV AH,4CH
INT21H
;南北绿灯，东西红灯
；无条件跳转，死循
环
DELAY | PROC | ;8253 延时 0.5 秒钟（1/2二0.5） |
A: | MOV DX,0F002H | ;OUT—个周期（0.5秒）输出高低电平，低电 |
IN AL,DX |
平执行A高电平执行B
B: | AND AL,04H | ;00000100B |
JZ A | ；ZF=1则跳A即AL=0,实现低电平执行A | |
MOV DX,0F002H |
IN AL,DX
AND AL,04H
JNZB ;ZF=0则跳B即ALH0,实现高电平执行B
RET
DELAY | ENDP | ；数码管每隔1秒依次显示9,&7....0 |
XS | PROC | |
MOV CX,XUN | ||
Al: | LEA SI,TAB | ;取TAB的有效地址（偏移地址） |
MOV DX,0F001H | ;B 口用来显示数码管上的数字 | |
MOV AL,[SI] | ;把TAB的第一个元素给AL |
OUT DX,AL CALL
DELAY
CALL DELAY INC SI | ;延时两个0.5秒，即1秒 |
LOOP Al
RET
XS ENDP
CODE ENDS
END START
四、调试现象
1、交通信号灯系统初始状态：所有红灯闪烁4秒钟（不必在数码管显示）
xmgyan. com. cn |
2、东西向车行道绿灯亮，车辆放行10秒钟，此吋南北向车行道红灯亮（要求数码管能够
显示倒计时）
CLK |
|
| | ||
1 | |||||
O | |||||
|
| | Q | ||
A2 |
SIN |
OM11
|
开关 |
|
|
| WWW. xingyan. com. cn |
佐红編亿址紅仇?L
3、之后转为南北向车行道放行10秒钟，即东西红灯亮，南北绿灯亮，如此循环重复。 （要求数码管能够显示倒计时）
五、心得体会
本次实习最主要学习了8255和8253接口芯片的功能及应用，为期一周的实习让我对8086汇编语言的一些应用有了更深的认识，我学到了许多书本上学不到的知识，为今后的进一步学习奠定了基础。当老师布置完题H后，由于对需要掌握的知识还不是十分理解，我通过看教材和查资料等方式将各个芯片的引脚和功能分析清楚，在设计的过程屮编程部分是个难点，尤其是芯片接口方面的编程。通过查表得知各引脚的作用以及各引脚対应的端口，然后设定各端口的功能。以前在丄课的时候，老师说在写一个程序的时候，要先把程序原理方框图画出来，但是我开始总觉得这样做没必要,很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误的认识，以前我接触的那些程序都是很短、很基础的，但是在课程设计屮碰到的需要很多代码才能完成的任务，画程序方框图是很有必要的。通过程序方框图，在做设计的过程屮，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任 血且在程序测试的过程屮也有利于查错。
同时我也深入了解了务都有一个很清楚的思路，试验仪的操作，比如在进行结果验证时，结果与预想的相反，最后查明是PA端口与JP65的高低位接反，使输岀结果错误。这提醒我在接线的时候要注意高低位，不能接反。
经过这次的实际动手操作，让我明白不仅要掌握课本上的知识，而且要学以致用。
本次实习使我对微机原理这门课程又有了新的认识，这对于我今后的学习会有事半功倍的效果。非常感谢本次实习给了我这样一个锻炼我的机会，在此也感谢老师对我的指导！
六、参考文献
1、李干林，李升.微机原理及接口技术实验指导书.北京：北京大学出版社.2、李继灿.新编16/32位微型计算机原理及应用（第4版）.北京：清华大学出版社.
3、周荷琴，吴秀清?微型计算机原理与接口技术?合肥:
屮国科学技术大学岀版社.