南京工程学院课程设计任务书课程名称微机原理及应用A 院（系、部、中心）专业班级姓名学号起止日期 2013.12.23~2013.12.26指导教师目录1.设计要求 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计内容 (3)1.3功能要求 (3)1.4难度要求 (3)2.方案说明 (4)2.1硬件系统工作原理说明 (4)2.1.1电路接线方案 (4)2.1.2定时问题 (4)2.1.3工作状态 (4)2.2参考流程图说明 (5)2.2.1流程图设计思想 (5)2.2.2实验流程图 (6)3源程序清单 (7)4.调试过程和结果 (11)4.1总接线图 (11)4.2 LED模拟的交通灯显示情况 (12)4.3数码管模拟的交通灯倒计时 (13)5.心得体会 (13)6.参考文献 (14)1.设计要求1.1设计目的通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。
通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际1.2设计内容利用STAR ES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯迷你控制系统”。
所有输入该装置的信号均采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关输入，东西，南北方向的红绿黄灯均采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西，南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。
1.3功能要求（1）假设在一个A道（东西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安装有自动信号灯。
当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行7秒，B道再放行5秒，依次轮流。
绿灯转换红灯时黄灯亮1秒。
（2）一道有车，另一道无车时（实验时用开关K5和K6控制），交通控制系统能立即让有车道放行。
（3）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B道均为红灯，紧急车辆用K7开关来模拟控制，有紧急车辆时另有一红灯闪烁。
(4) 当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行30秒，B道再放行20秒，依次轮流。
每个绿灯的最后5秒黄灯闪烁。
1.4难度要求（1）基本要求：采用8255A输出控制信号灯，8255A输入K5、K6、K7控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求。
（60分）（2）中级要求：采用8255A输出控制信号灯，8255A输入K5、K6、K7控制开关信号，用8253硬件定时、软件查询方式实现功能要求。
（80分）（3）高级要求：在中级要求的基础上，增加用8255A输出驱动LED数码显示器显示绿灯倒计时的秒数，黄灯时不显示时间。
（100分）2.方案说明2.1硬件系统工作原理说明2.1.1电路接线方案设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255A-PA输出控制，见下表：带时间显示的交通信号灯模拟控制系统8255A输入/输出信号一览表（供参考）带时间显示的交通信号灯模拟控制系统及8255A输入/输出信号一览表8255A-PB输出方式PCH输入方式8255A-PA输出方式PCL输出方式引脚输出信号引脚输入信号引脚输出信号引脚输出信号PB7驱动数码管字形PC7 K7 PA7 东西绿灯PB6 PC6 K6 PA6 东西黄灯PB5 PC5 K5 PA5 东西红灯PB4 PC4 8253-OUT2 PA4PB3 PA3 南北绿灯PC3 PB2 PA2 南北黄灯PC2 PB1 PA1 南北红灯PC1PB0 PA0 紧急车辆闪光PC0 数码管的位码选择2.1.2定时问题用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GA TE2接高电平，OUT2接8255-PC4。
主程序通过查询8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。
也可以采用软件延时，500ms延时子程序参见实验一。
2.1.3工作状态根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：状态0：K5、K6、K7均断开（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B 道交替通行；状态3：K7闭合，有紧急车辆通行。
2.2参考流程图说明2.2.1流程图设计思想1、主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。
其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。
2、常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用时14秒。
用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。
根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第1~7秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第9~13秒，A道红灯、B道绿灯。
3、工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。
4、时间显示采用实验仪的数码管显示。
只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A 道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。
参考流程图2。
5、如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。
在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。
参考流程图3。
此功能难度较大，定为加分项目。
2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。
如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。
显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42。
2.2.2实验流程图主程序CALL 500ms K7有效？K5有效？K6有效？CNT0+1CNT0=14*2？CNT0=0CNT0/2=0？输出A 红,B 黄,关数码CNT0/2<8？输出A 绿,B 红,8-CNT0/2,转换字型码→PB 输出CNT0/2=8？输出A 黄,B 红,关数码输出A 红B 绿,14-CNT0/2,转换字型码→PB 输出K7K5K6YYYNNNYNYNYNYNCNT3=0LP输出A 绿,B 红输出B 绿,A 红关数码显示器K7输出A 红,B 红,闪光灯亮CNT3=0?输出A 红,B 红,闪光灯灭LP CNT3取反YN关数码显示器500ms 子程序8253#2方式0重装500ms 定时常数OUT2=0?500ms 时间到,返回YN8255初始化:PA 、PB 、PCL 输出方式0，PCH 输入8253初始化:;#2方式0,CLK2=125kHz,GATE2=1,OUT2接PC4变量初始化:CNT0=0,CNT3=0CNT0=0,CNT3=0CNT0=0流程图2L1L2L3L0LPK71K72DELAYK56K6有效？YN3源程序清单.MODEL TINYCOM_ADD EQU 0F003H ;8255A片选地址PA_ADD EQU 0F000HPB_ADD EQU 0F001HPC_ADD EQU 0F002HCOM_ADDR EQU 0B003HT0_ADDR EQU 0B000HT1_ADDR EQU 0B001HT2_ADDR EQU 0B002H.STACK 200.DATASHU_DATA DB 00111111BDB 00000110BDB 01011011BDB 01001111BDB 01100110BDB 01101101BDB 01111101BDB 00000111BCNT0 DB ?CNT3 DB ?.CODESTART: MOV DX,COM_ADD ;8255初始化MOV AL,88H ;PA、PB、PCL输出方式0， PCH输入 OUT DX,ALMOV DX,PA_ADDMOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV DX,PC_ADDIN AL,DXAND AL,0F0H ;保留高位，低位为0OR AL,01H ;保留高位，低位全部为1OUT DX,ALMOV DX,COM_ADDR ;8253初始化MOV AL,0B0H ;1011 0000BOUT DX,ALMOV CNT0,0 ;状态0: A,B交替MOV CNT3,0 ;状态3: 紧急时LEA BX,SHU_DATALP: CALL DL500MSMOV DX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,80H ;AL AND 1000 0000B，检测K7JNZ K7 ;如果PC7=0，结果为0，ZF=1，不执行K7。
如果PC7=1，ZF=1，执行K7，为特殊情况TEST AL,20H ;0010 0000B，检测PC5JNZ K51 ;如果PC5=0，结果为0，ZF=1，不执行K51。
如果相反，则执行K51TEST AL,40H ;0100 0000B ，检测PC6JNZ K61MOV CNT3,0MOV CH,CNT0SHR CH,1 ;CNT3=0，CH右移1位相当于CH/2CMP CH,5 ;比较CH/2和8JS GR ;CH/2〈8，标志SF=1，转GRCMP CH,10JS YRCMP CH,15JS RGJMP RYLAST: INC CNT0 ;CNT0=CNT0+1CMP CNT0,40 ;CNT0-28JNZ LPMOV CNT0,0JMP LPRG: MOV DX,PA_ADDMOV AL,0D7H ;1101 0111BOUT DX,AL ;A红B绿MOV DX,PB_ADDMOV AL,14 ;启动数码管SUB AL,CH ;AL-CH/2XLAT ;AL=AL+BXOUT DX,AL ;显示倒计时。
JMP LASTRY: MOV DX,PA_ADDMOV AL,0DBH ;1101 1011BOUT DX,AL ;A红B黄CALL DL200MSMOV DX,PA_ADDMOV AL,0DFHOUT DX,ALJMP LASTK51: JMP K5K61: JMP K6GR: MOV DX,PA_ADDMOV AL,7DH ;0111 1101OUT DX,AL ;A绿B红MOV DX,PB_ADD ;输出倒计时数字MOV AL,8SUB AL,CH ;AL=AL-CH/2=8-CH/2 XLAT ;AL=AL+BXOUT DX,ALJMP LASTK7: MOV CH,CNT3 ;CNT3=0，CH=0CMP CH,0JZ K71MOV DX,PA_ADDMOV AL,0DDHK72: MOV DX,PB_ADDMOV AL,00HOUT DX,ALNEG CH ;CH=1MOV CNT3,CH ;CNT3=1，K7灭MOV CNT0,0JMP LPYR: MOV DX,PA_ADDMOV AL,0BDHOUT DX,ALCALL DL200MSMOV DX,PA_ADDMOV AL,0FDHOUT DX,ALJMP LASTK71: MOV DX,PA_ADDMOV AL,0DCH ;1101 1100B, K8亮0.5s OUT DX,ALCALL DL200MSMOV DX,PA_ADDMOV AL,0DDH ;1101 1101B, K8灭0.5s OUT DX,ALJMP K72K5: MOV DX,PA_ADDMOV AL,7DH ;AL=0111 1101BOUT DX,AL ;亮A绿B红JMP K56K6: MOV DX,PA_ADDMOV AL,0D7H ;1101 0111BOUT DX,AL ;亮A红B绿K56: MOV DX,PB_ADDMOV AL,00HOUT DX,ALMOV CNT0,0MOV CNT3,0JMP LPDL500MS PROC NEARMOV DX,T2_ADDRMOV AX,62500 ;频率125KHz，62500*(1/125)=0.5sOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALDELAY1: MOV DX,PC_ADDIN AL,DXTEST AL,10H ;设置"准备就绪"（ready）信息在D4位到PC4， TEST为AL AND 10HJE DELAY1 ;AND后PC4为0时，JE=1，执行DELAY。