计算机课程设计--交通灯模拟控制.docx

计算机原理及应用课程设计报告课题名称：交通灯模拟控制概述课题设计的目的熟悉开发系统软硬件环境理解和掌握有关计算机原理及应用课程设计的基本概念和程序设计的思想、方法掌握利用单片机接口技术解决实际问题的基本方法通过动手实践，加深对所学内容的理解。利用8255A芯片、共阳极发光二极管灯等，完成交通信号灯的控制编程设计及实验模拟。课程设计的要求交通路灯的亮灭规律：设有一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮。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。延时3秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁。闪烁3次以后，1、3路口红灯亮，同时2、4 路口的绿灯亮，2、4路口方向通车。延时3秒后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向。重复上述过程。利用8255A芯片、共阳极发光二极管等器件给出交通路灯控制的设计方案、系统组成框图和工作原理说明。完成设计任务后进行制作内容通电演示，写实验总结报告。总体方案设计设计方案工作原理是通过并行接口芯片8255A和8086计算机的硬件连接，以及通过8253延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制。红灯（RLED），黄灯（YLEDD）和绿灯（GLED）分别接在8255的A，B，C口的低四位端口，PB3、PB0、PA5、PA2对应黄灯，PB1、PA6、PA3、PA0对应红灯，PB2、PA7、PA4、PA1对应绿灯。8086工作在最小模式，低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7，AD8~AD15通过地址锁存器8282，接到三八译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOCK1和CLOCK2，OUT1接到8086的AD18，8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30S定时到。OUT2产生1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0既基本输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。本设计硬件由定时模块、发光二极管模块组成。定时模块采用8253定时\计数器定时1s，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由8255控制发光二极管来实现。程序主要是由定时子程序、发光二极管显示子程序和中断服务程序组成。包括对8253和8255的可编程器件的编程。详细设计1. 芯片选择及端口选择1．用共阳极发光二极管模拟红绿灯。2. 通过8255A控制发光二极管。PB3、PB0、PA5、PA2对应黄灯，PB1、PA6、PA3、PA0对应红灯，PB2、PA7、PA4、PA1对应绿灯。3. 程序中设定8255A的工作模式为0，其三个端口均工作在方式 0，并处于输出状态。4. 延时及闪烁由8253控制。8253的计数器0的CLK2接OPCLK，频率为1.19318MHZ；GATE0接 +5V。2．硬件原理及连接由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的，所以应该是8255A的、线分别与8086CPU的、线相连，而将8086的线作为选通信号。如果是按8255A内部地址来看，则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+001H)，PC口地址为(CS+002H)，命令控制口地址为(CS+003H)，其中，CS为8255片选信号的首地址；若是按8086CPU地址来看，则8255A的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+002H)，PC口地址为(CS+004H)，命令控制口地址为(CS+006H)。当CS＝0288H，则PA口地址为0288H，PB口地址为028AH，PC口地址为028CH，命令控制口地址为028EH。（1）8086各个引脚的连接方法:a.引脚：通常用此引线产生片选信号，当为＝1，＝0编码时，在数据总线低8位和偶地址之间进行字节传送（～）。b.CLK（Clock）时钟信号（输入）：CLK为CPU和总线控制器提供基本的定时脉冲。时钟周期是非对称的，当它为有效高电平的时间和时钟周期的比为33％时，提供最佳的内部定时。由8284时钟发生器产生，8086CPU使用的时钟频率，因芯片型号不同，时钟频率不同。这里采用5MHz。c.(+5V)、GND(地)：CPU所需电源＝＋5V。GND为地线。d. QS0ALE（Address Latch Enable）地址锁存允许信号，输出高电平有效，作地址锁存器8282/8283的片选信号，在地址周期状态，ALE有效，表示AB、DB上传送的是地址信息，将它锁存。这是由于AB、DB分时复用所需要的，ALE信号线不能悬空。如图所示，加入2片地址锁存器8282。e.RESET:复位