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交通灯微机原理课程设计
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2011-07-16
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本程序设计需应用软件控制并运行接口电路,使连接在该接口上的红、绿、黄发光二极管按十字路口交通红、绿、黄灯形式闪烁,并显示绿灯的倒计时时间。
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计算机科学与技术系
课程设计报告
2007~2008 学年第二学期
课 程 微型计算机原理与接口技术
课 程 设 计 名 称 交 通 灯
学 生 姓 名
学 号
专 业 班 级
指 导 教 师
2008 年 9 月
交通灯
1、题义分析及解决方案
1.1 题义需求分析:
本程序设计需应用软件控制并运行接口电路,使连接在该接口上的红、绿、
黄发光二极管按十字路口交通红、绿、黄灯形式闪烁,并显示绿灯的倒计时时
间。
程序一开始,四个方向的灯全为红灯,接着变为黄灯闪烁,然后东西方向
为红灯,南北方向为绿灯并显示倒计时时间,倒计时间结束后,交通灯变成黄
灯,闪烁几次后,东西方向变成绿灯,南北变成红灯,再变成黄灯,如此按交
通灯的变化规则交替变化。对此设计需要解决的问题:
(1)绿灯的倒计时时间如何显示,倒计时间用什么来控制
(2)交通灯用什么器材来模拟显示
(3)交通灯用什么接口来连接
(4)交通灯运行状态怎么实现,交通灯状态的切换问题怎么解决
1.2 解决问题方法及思路:
1.2.1 硬件部分
用 8255A 可编程并行接口芯片的 A、B、C 三口作为红、绿、黄交通灯的
控制输入口,选用 8255 而不用 8279 是因为 8279 可编程芯片是一种通用的
键盘/显示器的接口芯片,可对 64 个开关矩阵组成的键盘进行自动扫描。8279
内部有一个 16x8 的显示缓冲器,能对 8 位或 16 位 LED 进行自动扫描,使显
示缓冲器的内容在 LED 上显示出来。8255 有三个并行输入输出口,可以方便
的对三种颜色的交通灯进行很好的控制,具体比较如下表 1—1。通过比较我们
选择了 8255A。
用 LED 作为倒计时时间的显示器, LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速
率等方面,都更具优势。LED 与 LCD 的功耗比大约为 10:1,利用 LED 技术,
可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清晰的显示器,LED 是发光二极管属于二极
管的一种,LCD 是液晶显示器,两者相差太多.但是用 LED 的点阵也能组成显示器,
适用于户外大屏幕显示,分辨率较低,LED 与 LCD 具体比较如下表 1—2。通过
分析和对比,LED 显示器要较优于 LCD 显示器,因此本实验选择 LED。
为解决 8255A 和 LED 的驱动电流不匹配问题,我们使用 74LS244 来解决。
表 1—1 8255A 与 8251A 性能比较表
表 1—2 LCD 与 LED 性能比较表
.2.2 软件部分
根据硬件需求采用 8255A 芯片,为实现对通信的控制,采用汇编语言,分
别编程控制 8255 的工作方式,在编程时应考虑到状态的转换采用查询方式控制,
根据需求分析可采用 8255 的方式 0 下工作具体如下设置:
8255A 芯片的 PA、PB、PC 三口的工作方式为方式 0,将 8255 的 PA 口接发
比较内容 8255A 芯片 8251A 芯片
通信方式 并行 串行
数据传送方式 数据的各位同时传送, 数据一位一位地顺序传
送,,
内部组成 8155 内有 256 字节
RAM 和一个定时计数器。
8255 没有
特点 通信线路较 8251 复杂 通信线路简单,利用电话
或电报线路就可实现通信
输入/输出 编程较为灵活 编程较 8255 不够灵活
应用范围 使用十分方便,传输距离
近,成本较高
传输距离远,使用不方
便,但传输速度慢,降低
成本 ,
初始化特点 8255A 直接位清 0/置 1 功
能简化了接口控制
8251 在初始化时,必须重
新设置模式寄存器的格
式.
L E D L C D
LED 显 示 器 与 LCD 显 示 器 相
比,LED 在亮度、功耗、可视角
度和刷新速率等方面,都更具优
势。LED 与 LCD 的功耗比大约
为 10:1,LED 的最显著特点是
使用寿命长,光电转换效能高,
绿色环保
液晶显示器,通过液晶和彩色过滤
器过滤光源,在平面面板上产生图
象,具有零辐射 ,低耗能,散热
小,纤薄轻巧,精确还原图象,显
示字符锐利,屏幕调节方便,可视
角度小,响应时间过慢,亮度可对
比度低等特点
光二极管,PB 口作为段选码,PC 口作位选码,初始化 8255 后。利用汇编语言
编写访问控制程序,控制绿灯的显示倒记时间,它与红灯的显示时间是相同的,
编写控制程序控制黄灯的闪烁时间,当绿灯的显示时间结束后切换到黄灯,再
切换到红 灯 , 如 此 循 环下去。 黄 灯 的 闪烁是控 制 黄 灯 亮 500ms 然后 再 灭
500ms,如此反复调用子程序显示三次。
2、 硬件设计
2.1 选择芯片 8255A
2.1.1、8255A 在本实验中的作用:
通过 8255A 的三个 I/O 端口 A 口、B 口、C 口与发光二极管以及 LED 显示
器连接起来控制交通灯的规律性变化以及倒计时显示。
2.1.2、8255 A的功能分析:
PA、PB、PC 三口均工作在方式0状态。:PB0~PB3 接黄灯,PB4~PB7 接
红灯;PA0~PA3 接绿灯,PA4~PA7 作为段选码;PC0~PC7 作为位选码。在用
8255 A前首先要对它进行初始化,设置它的方式选择控制字。
2.1.3、8255 A工作方式0说明:
方式 0 的工作特点:
这种方式通常不用联络信号,不使用中断,三个通道中的每一个都有可以
由程序选定作为输入或输出。其功能为:
两个 8 位通道:通道 A、B。两个四位通道:通道 C 高 4 位和低四位;任何
一个通道可以作输入/输出;输出是锁存的;输入是不锁存的;在方式 0 时各个
通道的输入/输出可有 16 种不同的组合。方式 0 的使用场合:同步传送是在外设
控制过程的各种动作时间为固定,且已知的条件下使用的。因此,传送中不要
应答信号。输入时,执行程序只要给出 IN 指令;而输出时,也只给出 OUT 指
令,就能实现数据的输入或输出。优点是程序简单,接口的硬件开销小。
查询式传输时,要先查询一个外设的状态,当该状态表示外设已准备好时,
方能开始查询传输,否则 CPU 将继续查询。但在方式 0,没有规定固定的应答
信号,所以,这时将通道 A、B 作为数据通道,把通道 C 的 4 个位(高 4 位或
低 4 位)规定为输出口,用来输出一些控制信号,而把通道 C 的另外 4 个位规
定为输入口,用来输入外设的状态。这样,利用通道 C 来配合通道 A 和 B 的输
入/输出操作。
8255 A方式选择控制字说明:
控制字格式如下:
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资源评论
- lsh902013-01-09写的还行,就是缺仿真部分
keynes1988
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