微机原理课程设计（交通灯）.docx-资料库

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微机原理课程设计班级：姓名：学号：日期：前言

自 20 世纪 70 年代后期 Intel 公司推出 16 位微处理器 8086/8088 之后，微处理器以惊人的速度飞速发展。尽管其后续的 80286、80386、80486 以及 Pentium 系列 CPU 结构与功能同 8086/8088 相比已经发生了很大变化，但从基本概念与结构以及指令格式上来讲，它们依然是经典的 16 位 CPU8086/8088 的延续与提高。总之，学好 8086/8088，对学习其他 CPU 是大有裨益的。平时课堂的学习我们往往更加重视 8086/8088 指令的编写，而对构成整个系统的结构等硬件方面的知识了解不多。所以，进行微机课程设计是非常有必要的。目录目录前言............................................................................................................................................ 1 目录............................................................................................................................................ 2 课程设计任务书........................................................................................................................ 3 总体设计思路............................................................................................................................ 4 一、原设计题目可以简化为如下的循环过程.................................................................4 二、大致应如何实现.........................................................................................................4 硬件设计.................................................................................................................................... 6 一、8086 最小方式系统组成................................................................................................. 6 二、I/O 接口..............................................................................................................................8 三、中断控制器 8259A 与 8254 定时/计数器模块............................................................ 9 四、并行接口芯片 8255A 与交通灯的连接模块..............................................................10 软件设计.................................................................................................................................. 13 1

主程序流程图..........................................................................................................................13 中断服务程序流程图.............................................................................................................15 小结.......................................................................................................................................... 16 参考文献.................................................................................................................................. 16 课程设计图纸.......................................................................................................................... 16 程序清单.................................................................................................................................. 17 课程设计任务书数字控制系统在交通路灯管理中的应用设计内容：设有一十字路口，1、3 为南北方向，2、4 为东西方向。每个路口均有红、黄、绿三个灯，初始状态为四个路口的红灯亮，3 秒之后，1、3 路口的绿灯亮， 2、4 路口的红灯亮，1、3 路口通车；延时 45 秒后，1、3 路口绿灯闪烁 3 秒，后绿灯灭，黄灯亮，3 秒后，1、3 路口的红灯亮，而同时 2、4 路口的绿灯亮， 2、4 路口开始通车；延时 40 秒后，2、4 路口绿灯闪烁 3 秒后绿灯灭，黄灯亮， 3 秒后，2、4 路口的红灯亮，同时 1、3 路口的红灯亮（即四个路口的红灯亮）， 3 秒之后，1、3 路口的绿灯亮，2、4 路口的红灯亮，重复上面的过程。 2

总体设计思路一、原设计题目可以简化为如下的循环过程： State 1: 四个路口红灯亮【保持 3 秒】 State 2: State 3: State 4: State 5: State 6: State 7: 1、3 路口绿灯亮，2、4 路口红灯亮【保持 45 秒】 1、3 路口绿灯闪烁，2、4 路口红灯亮【保持 3 秒】 1、3 路口黄灯亮，2、4 路口红灯亮【保持 3 秒】 1、3 路口红灯亮，2、4 路口绿灯亮【保持 40 秒】 1、3 路口红灯亮，2、4 路口绿灯闪烁【保持 3 秒】 1、3 路口红灯亮，2、4 路口黄灯亮【保持 3 秒】 State 8: 返回 State 1 二、大致应如何实现：由以上简化过程可知，我们应关注两个问题，一个是交通灯状态的控制，一个是每个状态如何保持一定的时间并切换到另一个状态。现分两点简要叙述如下： 1、交通灯状态的控制 12 个交通灯的状态有：亮、灭、闪烁，共 3 种。可以用 8255A 的某一输入输出口中的某些位控制。若灯的一端统一接低电平，另一端接到 8255A 的输出口上，则输出口输出高电平时灯亮，输出低电平时灯灭。灯的闪烁可以由 8254 定时/计数器输出一定频率的方波来控制。 2、状态如何保持一定的时间并切换到另一个状态可以利用 8254 定时/计数器来达到每个状态的准确定时，定时一到利用 8254 OUT 口电平的变化向 8259A 发出中断请求，进而由 8259A 向更上级的 CPU 发出中断请求，经 CPU 响应后进入相应的中断服务程序。在中断服务程序中可以使灯切换到另一个状态，并启动该状态的保持计时。如此循环……直到有按键按下返回 DOS，退出循环。 3

硬件设计完整电路图详见本报告第 16 页的课程设计图纸。现分块介绍如下：一、8086 最小方式系统组成： 1、CPU 与 8284A 时钟发生器的连接 4

在 8086CPU 内部没有时钟发生器，当组成微型机系统时，所需的时钟信号由外部时钟发生器提供。 8284 是专门为 8086 设计的时钟发生器/驱动器。在 8284 中，不仅有时钟信号发生器，还有复位信号 RESET 和准备好信号 READY 产生电路，这些电路分别向 8086 系统提供时钟信号 CLK（频率是所接晶振频率的 1/3，占空比为 33%），复位信号 RESET 和准备好信号 READY ，还可向外界提供晶振信号 OSC （输出频率为所接晶振频率）以及外围芯片所需的时钟信号 PCLK（输出频率是 CLK 的 1/2，占空比为 50%）。此处晶振输入端接的是 15MHz 的晶振，故 CLK 输出频率为 5MHz，PCLK 输出频率为 2.5MHz。 2、CPU 与 8282 地址锁存器和 8286 数据收发器的连接 5

如图，左边是 3 片 8282 地址锁存器，右边是 2 片 8286 数据收发器。 8282 为 8 位地址锁存器。当 8086 访问存储器时，在总线周期的 T1 状态下发出地址信号，经 8282 锁存后的地址信号可以在访问存储器操作期间始终保持不变，为外部提供稳定的地址信号。8282 是典型的 8 位地址锁存芯片，8086 采用 20 位地址，再加上 BHE 信号，所以需要 3 片 8282 作为地址锁存器。 8286 为具有三态输出的 8 位数据总线收发器，用于需要增加驱动能力的系统。在 8086 系统中需要 2 片 8286。 3、系统存储器的设计 6

两片 EPROM 为 27256。两片 RAM 为 62256。译码器 74LS138 担任片选译码。其中，2 片 27256 由 MY7 作片选，因此其地址范围为 F0000H-FFFFFH，构成 64KB 的 ROM 存储体；2 片 62256 由 MY1作片选，因此其地址范围为 90000H-9FFFFH，构成 64KB 的 RAM 存储体。二、I/O 接口 7

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